2019年高考化学考点练系列四

2019 年高考化学考点练系列四 （考点 31-43，共 13 套） 考点 31　基本营养物质 一、选择题 1．有关糖类物质的叙述中正确的是(　　) A．糖类是有甜味的物质 B．由碳、氢、氧三种元素组成的有机物属于糖类 C．葡萄糖和果糖互为同系物，蔗糖和麦芽糖互为同系物 D．糖类可分为单糖、双糖和多糖 答案　D 选项 内容指向·联系分析 结论 A 单糖、低聚糖一般有甜味，多糖如淀粉、纤维素没有甜 味 错误 B 由碳、氢、氧组成的有机物除了糖类外，常见的还有醇、 醛、酸、酯等 错误 C 葡萄糖和果糖分子式相同，而结构式不同，互为同分异 构体，蔗糖和麦芽糖互为同分异构体 错误 D 糖类分为单糖、双糖和多糖，例如葡萄糖和果糖属于单 糖，蔗糖和麦芽糖属于双糖，淀粉和纤维素属于多糖 正确 2．下列说法正确的是(　　) A．人体内的蛋白质不断分解，最终生成水和二氧化碳排出体外B．氨基酸、二肽、蛋白质均既能跟强酸反应又能跟强碱反应 C．蔗糖、麦芽糖、硬脂酸甘油酯酸性水解都能得到两种物质 D．合成橡胶与光导纤维都属于有机高分子材料 答案　B 解析　A 项，一般食入人体内的蛋白质水解成氨基酸后被吸收，重新合成人体所需蛋白 质，也有部分蛋白质在体内最终分解为尿素、二氧化碳和水排出体外；C 项，麦芽糖的水解 产物只有葡萄糖；D 项，光导纤维的主要成分为 SiO2，属于无机非金属材料。 3．下列各组物质，具有相同的最简式，但既不属于同分异构体又不属于同系物的是 (　　) ①聚乙烯和乙烯'②甲醛和葡萄糖'③淀粉和纤维素 ④蔗糖和麦芽糖　⑤聚乙烯和聚氯乙烯 A．①②⑤ B．①②③ C．①③⑤ D．①②③⑤ 答案　B 解析　蔗糖与麦芽糖属于同分异构体，聚乙烯和聚氯乙烯最简式不同。 4．油脂是油与脂肪的总称，它是多种高级脂肪酸的甘油酯。油脂既是重要的食物，又是 重要的化工原料。油脂的以下性质和用途与其含有的不饱和双键有关的是 (　　) A．适量摄入油脂，有助于人体吸收多种脂溶性维生素和胡萝卜素 B．利用油脂在碱性条件下的水解反应，可以生产甘油和肥皂 C．植物油通过与 H2 加成可以制作植物奶油(人造奶油) D．脂肪是有机体组织里储存能量的重要物质 答案　C 解析　A 项利用的是相似相溶原理；B 项利用的是油脂可水解的性质；D 项说明脂肪是 一种重要营养物质；而 C 项则说明植物油中含有不饱和双键，可与 H2 加成制作植物奶油。 5．下列说法中不正确的是(　　)A．蛋白质是高分子化合物，但油脂不是高分子化合物 B．久置的酒中常会含有乙酸 C．油脂通过皂化反应生成肥皂的有效成分高级脂肪酸钠 D．乙醇、乙酸和乙酸乙酯均易溶于水 答案　D 解析　油脂是高级脂肪酸的甘油酯，不是高分子化合物，A 正确；乙醇可以被氧化生成 乙酸，是因为乙醇长期放置在空气中，在微生物作用下“酸败成醋”，B 正确；油脂的碱性水 解称为皂化反应，C 正确；乙酸乙酯不溶于水，D 错误。 6．鉴别下列各组有机物所用试剂及现象均正确的是(　　) 答案　D 解析　A 项，葡萄糖和果糖都能与钠反应生成气体；B 项，葡萄糖和麦芽糖均能使溴水 褪色；C 项，蛋白质遇浓硝酸变黄色而不是变蓝色。 7．下列与有机物的结构、性质有关的叙述不正确的是(　　) A．“地沟油”不能食用，但可用来制肥皂 B．蔗糖、油脂、蛋白质都可以水解 C．乙烯和氯乙烯都可以通过聚合反应得到高分子材料 D．乙醇和乙酸中都存在碳氧双键，二者可以发生酯化反应 答案　D 解析　A 项，“地沟油”的主要成分为油脂，可通过皂化反应制取肥皂；D 项，乙醇分 子中无碳氧双键。8．某物质的结构为 , 关于该物质的叙述正确的(　　) A．一定条件下与氢气反应可以生成硬脂酸甘油酯 B．一定条件下与氢气反应可以生成软脂酸甘油酯 C．与氢氧化钠溶液混合加热能得到肥皂的主要成分 D．与其互为同分异构体且完全水解后产物相同的油脂有三种 答案　C 解析　硬脂酸为 C17H35COOH、软脂酸为 C15H31COOH，该油脂分子中的高级脂肪酸是混酸，和 氢气加成得不到硬脂酸甘油酯和软脂酸甘油酯，A、B 项错误；该物质在 NaOH 溶液中水解得 到肥皂的主要成分——高级脂肪酸钠，C 项正确；与该物质互为同分异构体，完全水解后产物 相同的油脂有两种，分别是 和 ，D 项错误。 9．为验证淀粉水解可生成还原性糖进行了下列实验，该实验的正确操作步骤是(　　) ①取少量淀粉加水制成溶液　②加热　③加入新制的 Cu(OH)2　④加入几滴稀硫酸　⑤ 加热至沸腾　⑥加入碱液，至溶液呈碱性 A．①②④⑥③⑤ B．①④③⑥⑤② C．①④②⑥③⑤ D．①⑤③④⑥② 答案　C 解析　证明淀粉水解生成的葡萄糖具有还原性，可用新制的 Cu(OH)2 悬浊液检验，但淀 粉水解需在酸性条件下进行，而用新制的 Cu(OH)2 悬浊液检验葡萄糖需在碱性条件下进行，在实验操作中应注意，先加碱中和稀硫酸后，再加入新制的 Cu(OH)2 悬浊液，检验淀粉水解 产物的还原性。 10．下列关于有机物的说法正确的是(　　) A．蔗糖是高分子化合物，其水解产物能发生银镜反应 B．油脂发生皂化反应生成高级脂肪酸和甘油 C．各种油脂水解后的产物中都有甘油 D．葡萄糖的水解产物能发生银镜反应 答案　C 解析　蔗糖不是高分子化合物，A 错误；油脂皂化时生成高级脂肪酸盐和甘油，B 错误； 葡萄糖是单糖，不能发生水解，D 错误。 11．化学与我们的生活息息相关，下列有关基本营养物质的说法正确的是(　　) A．吃馒头时越嚼越感觉甜是因为淀粉发生了水解反应 B．变质的油脂有难闻的哈喇味是因为油脂发生了加成反应 C．人体中没有水解纤维素的酶，所以纤维素在人体中没有任何作用 D．牛奶中含有丰富的蛋白质，所以羊毛衫上沾有奶渍时可以用加酶洗衣粉洗涤 答案　A 解析　变质的油脂有哈喇味是因为油脂发生了氧化反应，B 错误；纤维素在人体中能够 加强胃肠蠕动，具有通便功能，C 错误；羊毛衫中含有蛋白质，不能用加酶洗衣粉洗涤，D 错误。 12．下列说法不正确的是(　　) A．麦芽糖及其水解产物均能发生银镜反应 B．用溴水即可鉴别苯酚、2,4­己二烯和甲苯 C．在酸性条件下，CH3CO18OC2H5 的水解产物是 CH3CO18OH 和 C2H5OHD．甘氨酸(H2N—CH2—COOH)和丙氨酸 缩合最多可形成 4 种二 肽 答案　C 解析　麦芽糖属于还原性糖，可发生银镜反应，水解产物是葡萄糖，也可发生银镜反应，A 正确；苯酚和溴水反应生成白色沉淀，2,4­己二烯与 Br2 发生加成反应，可以使溴水褪色，甲 苯可以萃取溴水中的溴，下层是水层，上层是橙红色的有机层，可以鉴别，B 正确； CH3CO18OC2H5 的水解产物是 CH3COOH 和 C2H185 OH，C 不正确；甘氨酸和丙氨酸混合后的 缩合，既可以是自身缩合(共有 2 种)，也可以是甘氨酸提供氨基，丙氨酸提供羧基，或者甘 氨酸提供羧基，丙氨酸提供氨基，所以一共有 4 种二肽，D 正确。 13．下列说法错误的是(　　) A．蔗糖、果糖和麦芽糖均为双糖 B．绝大多数酶是一类具有高选择催化性能的蛋白质 C．植物油含不饱和脂肪酸酯，能使 Br2/CCl4 褪色 D．淀粉和纤维素水解的最终产物均为葡萄糖 答案　A 解析　果糖不能再发生水解，属于单糖，A 错误；酶是由活细胞产生的具有催化活性和 高选择性的有机物，绝大多数是蛋白质，B 正确；植物油属于油脂，其中含有碳碳不饱和键， 因此能使 Br2/CCl4 褪色，C 正确；淀粉和纤维素均是多糖，其水解的最终产物均为葡萄糖，D 正确。 14．下列说法正确的是(　　) A．油脂、糖类和蛋白质都能发生水解反应 B．油脂皂化反应可用硫酸作催化剂 C．淀粉溶液中加入硫酸，加热 4～5 min，再加入少量银氨溶液，加热，有光亮银镜生 成D．福尔马林能使蛋白质发生变性，可用于浸制动物标本 答案　D 解析　单糖不能发生水解反应，A 项错误；油脂在碱性条件下的水解反应为皂化反应，B 项错误；淀粉水解后，在加入银氨溶液前需要先加入碱中和硫酸，再加入少量银氨溶液，加 热，才能发生银镜反应，C 项错误；福尔马林能使蛋白质发生变性，可用于浸制动物标本，D 项正确。 15．下列说法正确的是(　　) A．植物油氢化过程中发生了加成反应 B．淀粉和纤维素互为同分异构体 C．环己烷与苯可用酸性 KMnO4 溶液鉴别 D．水可以用来分离溴苯和苯的混合物 答案　A 解析　植物油氢化过程中发生了油脂与氢气的加成反应，A 正确；淀粉和纤维素都是高 分子化合物，聚合度不同，因此它们的分子式不同，不互为同分异构体，B 错误；环己烷和 苯都不能使酸性高锰酸钾溶液褪色，所以不能用该方法鉴别环己烷和苯，C 错误；苯与溴苯 互溶且均难溶于水，水不能分离二者，D 错误。 16．化学与生活密切相关。下列有关说法错误的是(　　) A．用灼烧的方法可以区分蚕丝和人造纤维 B．食用油反复加热会产生稠环芳烃等有害物质 C．加热能杀死流感病毒是因为蛋白质受热变性 D．医用消毒酒精中乙醇的浓度为 95% 答案　D 解析　蚕丝的主要成分为蛋白质，灼烧时有烧焦羽毛的气味，而人造纤维灼烧时没有烧 焦羽毛的气味，A 项正确；食用油反复加热会生成许多有害物质，如某些稠环芳烃，B 项正 确；加热可使蛋白质发生变性而失去生理活性，因此高温可以消毒，C 项正确；医用消毒酒 精中乙醇的浓度为 75%，D 项错误。17．下列对氨基酸和蛋白质的描述正确的是(　　) A．蛋白质水解的最终产物是氨基酸 B．氨基酸和蛋白质遇重金属离子均会变性 C．α­氨基丙酸与 α­氨基苯丙酸混合物脱水成肽，只生成 2 种二肽 D．氨基酸溶于过量氢氧化钠溶液中生成的离子，在电场作用下向负极移动 答案　A 解析　蛋白质是各种氨基酸通过缩聚反应生成的高分子化合物，水解的最终产物是氨基 酸，A 正确；氨基酸遇重金属离子不变性，B 错误；α­氨基丙酸与 α­氨基苯丙酸混合物脱水 成肽，可以生成 4 种二肽，C 错误；氨基酸溶于过量氢氧化钠溶液中生成酸根阴离子，在电 场作用下向正极移动，D 错误。 18．下列反应不属于取代反应的是(　　) A．淀粉水解制葡萄糖 B．石油裂解制丙烯 C．乙醇与乙酸反应制乙酸乙酯 D．油脂与浓 NaOH 反应制高级脂肪酸钠 答案　B 解析　A 项，淀粉发生水解反应生成葡萄糖，该反应是取代反应；B 项，石油裂解制丙 烯的反应属于分解反应，不是取代反应；C 项，乙醇与乙酸发生酯化反应生成乙酸乙酯和水， 该反应是取代反应；D 项，油脂与 NaOH 发生反应生成高级脂肪酸钠和甘油，该反应属于取 代反应。 19．化学是你，化学是我，化学深入我们生活。下列说法正确的是(　　) A．木材纤维和土豆淀粉遇碘水均显蓝色 B．食用花生油和鸡蛋清都能发生水解反应 C．包装用材料聚乙烯和聚氯乙烯都属于烃 D．PX 项目的主要产品对二甲苯属于饱和烃答案　B 解析　木材纤维的成分是纤维素，遇 I2 不变色，只有淀粉遇 I2 变蓝色，A 项错误；花生 油属于油脂，能水解生成高级脂肪酸(或高级脂肪酸盐)和甘油，鸡蛋清属于蛋白质，能水解 生成氨基酸，B 项正确；烃类物质中只含碳和氢两种元素，而聚氯乙烯中含有氯元素，C 项 错误；对二甲苯中含有苯环，苯环不饱和，错误。 20．化学与人类生活、生产息息相关，下列说法错误的是(　　) A．为防止中秋月饼等富脂食品氧化变质，常在包装袋中放入生石灰 B．地沟油可以用来制肥皂、提取甘油或者生产生物柴油 C．航天飞船中使用的碳纤维，是一种新型无机非金属材料 D．汽车排放的尾气和冬季取暖排放的颗粒污染物是形成雾霾的一个因素 答案　A 解析　富脂食品氧化变质主要是因为含有的不饱和脂肪酸甘油酯中双键被氧气氧化，而 加入生石灰起不到吸收氧气的作用，A 错误。 21．化学与社会、生活密切相关。对下列化学应用的判断和解释均正确的是(　　) 选项 化学应用 判断及解释 A 燃烧法可以鉴别羊毛和棉线 对。羊毛的主要成分是蛋白质， 燃烧有烧焦羽毛气味 B 高锰酸钾可用于水果保鲜 错。因为高锰酸钾会氧化水果 中的有机物 C SiO2 可用于制备光导纤维 对。因为 SiO2 有导电性 D 硫酸催化淀粉水解，一段时间后，取少量 水解液向其中加入银氨溶液后未见银镜 对。因为淀粉还未开始水解 答案　A 解析　高锰酸钾氧化水果自然成熟过程中释放的催熟剂——乙烯而达到水果保鲜的目的，B错误；SiO2 制备光导纤维是因为光在其内部能实现全反射而具有很强的传导光的能力，C 错 误；硫酸催化淀粉水解，用银氨溶液检验其是否水解时，应先加入氢氧化钠中和硫酸并至碱 性后再加入银氨溶液才会出现银镜，D 错误。 22．下列关于有机物的叙述不正确的是(　　) A．乙酸的分子模型可表示为 B．糖类、油脂、蛋白质都是高分子化合物 C．新制的氢氧化铜可以鉴别乙酸、葡萄糖和乙醇 D．丁酸和乙酸乙酯互为同分异构体 答案　B 解析　 是乙酸的比例模型，A 项正确；单糖、双糖、油脂都不属于高分子化合物，B 项错误；新制的氢氧化铜与乙酸发生中和反应，氢氧化铜溶解，新制的氢氧化铜与葡萄糖反 应生成砖红色氧化亚铜沉淀，与乙醇不反应，C 项正确；丁酸和乙酸乙酯分子式都是 C4H8O2，但结构不同，互为同分异构体，D 项正确。 二、非选择题 23．现有：①铁锅，②鸡蛋，③白酒，④乙烯。根据所学知识，请你在上述四种物质中 选择合适的物质填入下列空格中(填编号)。 (1)可以作为水果催熟剂的是________； (2)含有乙醇的是________； (3)在潮湿的空气中会生锈的是________； (4)富含蛋白质的是________； (5)由葡萄糖直接制备的是________。 答案　(1)④　(2)③　(3)①　(4)②　(5)③ 解析　(1)乙烯可用作水果催熟剂，选④；(2)白酒中含有乙醇，选③； (3)在潮湿空气中会生锈的是铁锅，选①； (4)鸡蛋中富含蛋白质，选②； (5)葡萄糖在酒化酶的作用下产生乙醇，选③。 24．葡萄糖是一种重要的营养物质，应用范围十分广泛。 在某些酶的催化下，人体内葡萄糖的代谢有如下过程： (1)过程①是________反应，过程②是________反应，过程③是________反应。 (2)上述物质中________和________(填写字母代号)互为同分异构体。 答案　(1)消去　加成　氧化 (2)A　C 25．学生甲在一支试管中放入 0.5 g 淀粉后，再加入质量分数为 20%的硫酸溶液，加热 10 min 后，再将溶液一分为二，其中一份溶液做银镜反应实验，结果无银镜出现，另一份溶液 加入碘水，结果无蓝色出现；学生乙在一支试管中放入 0.5 g 淀粉后，再加入质量分数为 20% 的硫酸溶液少许，加热 45 min 后，加入过量的 NaOH 溶液中和硫酸，再将溶液一分为二，其 中一份溶液做银镜反应实验，结果有银镜产生，另一份溶液中加入少量碘水，未出现蓝色。 (1)学生甲的实验操作中不正确的是_________________________________。 (2)根据甲的实验现象，判断淀粉的水解情况是(　　) A．完全水解 B．部分水解C．没有水解 D．不能准确判断 (3)学生乙的实验操作中不正确的是_________________________________。 (4)根据乙的实验现象，判断淀粉的水解情况是(　　) A．完全水解 B．部分水解 C．没有水解 D．不能准确判断 答案　(1)用银氨溶液检验前未加碱中和硫酸 (2)A (3)向水解液中加入过量的 NaOH 溶液 (4)D 解析　(1)学生甲的错误是用银氨溶液检验前未先加碱中和硫酸，因为银氨溶液在酸性条 件下不能存在，故不能与葡萄糖反应。 (2)水解液中滴加碘水无蓝色现象，说明淀粉已完全水解，而没有银镜出现是因为没有加 过量碱中和，故选 A 项。 (3)学生乙的错误是向水解液中加入过量的 NaOH 溶液，加入碘水之后不变色，有可能是 碘水与 NaOH 溶液反应，所以淀粉有可能完全水解也有可能未完全水解。 (4)加入过量碱再加碘水，I2 会与 NaOH 反应，根据上述现象只能说明已经有水解反应发 生，但不能确定发生的程度，故选 D 项。 26．合成防晒霜的主要成分 E 的一种路线图如下：请按要求回答下列问题： (1)B 的官能团结构简式为________。 (2)反应③的反应类型为______________。 (3)反应①的化学方程式：______________________________________。 (4)E 的结构简式：______________________________。 (5)A 的同分异构体有多种，写出其中核磁共振氢谱吸收峰面积之比为 1∶9 的结构简式： ________。 答案　(1)—CHO (2)取代反应(或酯化反应) (3)2CH3CH2CH2CH2OH＋O2 ― ― →Cu △ 2CH3CH2CH2CHO＋2H2O (5)(CH3)3COH 解析　根据 A 为无支链醇，且 B 能发生已知信息反应，可知 B 中含有醛基，可得 A 为 CH3CH2CH2CH2OH，在铜催化氧化下生成 B，则 B 为 CH3CH2CH2CHO，根据信息可知 C 为 CH3CH2CH2CH===C(CH2CH3)CHO，D 为 CH3CH2CH2CH2CH(CH2CH3)CH2OH。 (1)由以上分析可知 B 中的官能团为—CHO。 (2)反应③为酸和醇的酯化反应，也叫取代反应。 (3)反应①为醇的催化氧化，故化学方程式为 2CH3CH2CH2CH2OH＋O2 ― ― →Cu △ 2CH3CH2CH2CHO＋2H2O。 (4)结合上面分析可知 E 的结构简式为 (5)根据 A 的结构，结合核磁共振氢谱吸收峰面积之比为 1∶9 可知分子中含有 3 个甲基， 则其结构为(CH3)3COH。 考点 32　化学实验基本操作 一、选择题 1．下列定量仪器读数正确的是(　　) A．8.0 mL B．24.00 g C．23.65 mL D．38.2 ℃ 答案　D 解析　A 项读数为 7.9 mL，错误；托盘天平精确度为 0.1 g，B 错误；滴定管读数应为 22.35 mL，C 错误；D 正确。 2．下列实验操作完全正确的是(　　) 编号 实验 操作A 钠与水反应 用镊子从煤油中取出金属钠，切下 绿豆大小的钠，小心放入装满水的 烧杯中 B 配制一定浓度的氯化钾溶 液 1000 mL 准确称取氯化钾固体，放入 1000 mL 的容量瓶中，加水溶解，振荡摇匀， 定容 C 排出碱式滴定管尖嘴部分 的气泡 将胶管弯曲使玻璃尖嘴斜向上，用 两指捏住胶管，轻轻挤压玻璃珠， 使溶液从尖嘴流出 D 从细口瓶中取液体 取下瓶塞倒立放在桌面上，倾倒液 体时，瓶上的标签对着地面 答案　C 解析　A 实验错在没有用滤纸将钠块表面的煤油吸干，同时钠与水反应剧烈，烧杯中不 能装满水；配制 KCl 溶液时应先将 KCl 固体溶解在小烧杯中，恢复到室温后再转移到容量瓶 中，B 中操作错误；倾倒液体时，瓶上的标签对着掌心，D 中操作错误。 3．某学生做完实验以后，采取以下方法分别清洗所用仪器：①用浓氨水清洗做过银镜反 应的试管；②用酒精清洗做过碘升华实验的烧杯；③用热的浓盐酸清洗做过 KMnO4 分解实验 的试管；④用盐酸清洗长期存放过 FeCl3 溶液的试剂瓶；⑤用 NaOH 溶液清洗盛过苯酚的试 管。你认为他的操作(　　) A．①不对 B．③④不对 C．④⑤不对 D．全部正确 答案　A 解析　①中残留物为 Ag，它不溶于氨水，常用稀 HNO3 除去；②中残留物为 I2，它易溶 于酒精，可用酒精洗去；③中残留物为 K2MnO4 和 MnO2，其中 K2MnO4 用水即可洗去，但 MnO2 难溶于水，可利用其与热的浓盐酸反应生成易溶于水的 MnCl2 而洗去；④中残留物主要为 Fe(OH)3，能用盐酸洗去；⑤中利用苯酚的酸性使其转化为易溶于水的苯酚钠而洗去。4．下列有关化学品与安全的说法或操作错误的是(　　) A．运石油的油罐车上应贴 标志，装运浓硫酸的槽罐车应贴 标志，并 由专人押运 B．欲往燃烧的酒精灯中添加酒精，必须要先熄灭酒精灯并等酒精灯完全冷却后才能加 入酒精 C．炒菜时油锅着火，立即加水灭火；电器起火时，应立即切断电源并采取适当措施灭 火 D．若家中出现煤气泄漏，会闻到浓烈的气味，应马上开窗通风，切不可打电话或打开 其他电器 答案　C 解析　石油易燃，浓硫酸有腐蚀性，故 A 正确；往燃烧的酒精灯中添加酒精或酒精灯没 有完全冷却时加入酒精都可能会引起火灾，所以必须要先熄灭酒精灯并等酒精灯完全冷却后 才能加入酒精，故 B 正确；炒菜时油锅着火，应立即盖锅盖，隔绝空气进行灭火，故 C 错误； 若家中出现煤气泄漏，应马上开窗通风，切不可打电话或打开其他电器，打电话或打开其他 电器时会引燃煤气，故 D 正确。 5．以下均为中学化学中的常见实验装置，下列有关仪器的使用不正确的是(　　)A．装置①，用于分离沸点不同的两种液态有机物 B．装置②，可用于鉴别碳酸钠与碳酸氢钠两种固体 C．装置③，可用于做 CO 还原氧化铁的实验 D．装置④，选择合适药品时，可用于制备少量氨气或氧气等 答案　A 解析　装置①用于分离沸点不同的两种液态有机物，温度计需放在蒸馏烧瓶支管口处， 故 A 错误；碳酸钠加热不分解，碳酸氢钠加热分解，此装置可用来鉴别此两种物质，故 B 正 确；此装置可用来作 CO 还原氧化铁的实验，故 C 正确；可用浓氨水、碱石灰制备氨气，用 二氧化锰、双氧水制备氧气，故 D 正确。 6．在生成和纯化乙酸乙酯的实验过程中，下列操作未涉及的是(　　) 答案　D 解析　反应物均是液体，且需要加热，因此试管口要高于试管底，A 正确；生成的乙酸 乙酯中含有乙酸和乙醇，可以用饱和碳酸钠溶液吸收，注意导管口不能插入溶液中，以防止 倒吸，B 正确；乙酸乙酯不溶于水，分液即可实现分离，C 正确；乙酸乙酯不能通过蒸发实 现分离，D 错误。 7．下列实验操作不当的是(　　) A．用稀硫酸和锌粒制取 H2 时，加几滴 CuSO4 溶液以加快反应速率 B．用标准 HCl 溶液滴定 NaHCO3 溶液来测定其浓度，选择酚酞为指示剂 C．用铂丝蘸取某碱金属的盐溶液灼烧，火焰呈黄色，证明其中含有 Na＋ D．常压蒸馏时，加入液体的体积不超过圆底烧瓶容积的三分之二 答案　B解析　锌粒与加入的硫酸铜溶液发生置换反应，置换出单质铜，形成锌铜原电池，反应 速率加快，A 正确。用盐酸滴定碳酸氢钠溶液，滴定终点时，碳酸氢钠应该完全反应转化为 氯化钠、水和二氧化碳气体，此时溶液应该显酸性(二氧化碳在水中形成碳酸)，应该选择甲 基橙为指示剂，B 错误。用铂丝蘸取某碱金属的盐溶液灼烧，进行焰色反应，火焰为黄色， 说明该盐溶液中一定有 Na＋，C 正确。常压蒸馏时，为保证加热过程中液体不会从烧瓶内溢 出，一般要求液体的体积不超过烧瓶容积的三分之二，D 正确。 8．《本草衍义》中对精制砒霜过程有如下叙述：“取砒之法，将生砒就置火上，以器覆 之，令砒烟上飞着覆器，遂凝结累然下垂如乳，尖长者为胜，平短者次之。”文中涉及的操 作方法是(　　) A．蒸馏 B．升华 C．干馏 D．萃取 答案　B 解析　根据题中所述操作及现象可知，文中涉及的操作方法为升华。 9．下列实验操作规范且能达到目的的是(　　) 目的 操作 A 取 20.00 mL 盐酸 在 50 mL 酸式滴定管中装入盐酸，调 整初始读数为 30.00 mL 后，将剩余盐 酸放入锥形瓶 B 清洗碘升华实验所用试管 先用酒精清洗，再用水清洗 C 测定醋酸钠溶液 pH 用玻璃棒蘸取溶液，点在湿润的 pH 试纸上 D 配制浓度为 0.010 mol·L－1 的 KMnO4 溶液 称取 KMnO4 固体 0.158 g，放入 100 mL 容量瓶中，加水溶解并稀释至刻 度 答案　B解析　刻度以下部分还有盐酸，实际放入锥形瓶内的盐酸体积大于 20.00 mL，A 错误； 碘易溶于酒精，所以可用酒精清洗碘，又因为酒精与水互溶，所以再用水清洗可洗净，B 正 确；将溶液点在湿润的 pH 试纸上相当于稀释溶液，会造成醋酸钠溶液 pH 偏低，应用玻璃棒 蘸取溶液点在干燥的 pH 试纸上，C 错误；配制一定物质的量浓度的溶液，应在烧杯中溶解固 体，冷却至室温后再转移到容量瓶中定容，D 错误。 10．下列实验操作能达到实验目的的是(　　) A．用长颈漏斗分离出乙酸与乙醇反应的产物 B．用向上排空气法收集铜粉与稀硝酸反应产生的 NO C．配制氯化铁溶液时，将氯化铁溶解在较浓的盐酸中再加水稀释 D．将 Cl2 与 HCl 混合气体通过饱和食盐水可得到纯净的 Cl2 答案　C 解析　A 项，乙酸与乙醇的反应为可逆反应，反应后生成的乙酸乙酯与乙醇、乙酸互溶， 用长颈漏斗无法分离；B 项，NO 可与空气中的 O2 反应，不能用排空气法收集；D 项，混合 气体通过饱和食盐水，虽可除去 HCl，但带出了水蒸气，得不到纯净的 Cl2。 11．下列有关实验的操作正确的是(　　) 实验 操作 A 配制稀硫酸 先将浓硫酸加入烧杯中，后倒入蒸馏 水 B 排水法收集 KMnO4分解产生 的 O2 先熄灭酒精灯，后移出导管 C 浓盐酸与 MnO2 反应制备纯 净 Cl2 气体产物先通过浓硫酸，后通过饱和 食盐水 D CCl4 萃取碘水中的 I2 先从分液漏斗下口放出有机层，后从 上口倒出水层答案　D 解析　A 项，稀释浓硫酸时应将浓硫酸沿烧杯壁慢慢加入水中，并不断搅拌使产生的热 量迅速扩散，以防液体溅出，故错误；B 项，制 O2 结束时应先移出导管后熄灭酒精灯，以防 倒吸引起试管炸裂，故错误；C 项，应先通过饱和食盐水除 HCl，再通过浓硫酸除水蒸气， 否则制得的 Cl2 中会含有水蒸气，故错误。 12．下列选用的仪器和药品能达到实验目的的是(　　) A B C D 制乙炔的发生装置 蒸馏时的接收装置 除去 SO2 中的少量 HCl 准确量取一定体积 K2Cr2O7 标准溶液 答案　C 解析　A 中应将长颈漏斗改为分液漏斗；B 中蒸馏时接收装置不应封闭；D 中 K2Cr2O7 溶液有氧化性，会腐蚀橡胶管，应改用酸式滴定管。 13．我国明代《本草纲目》中收载药物 1892 种，其中“烧酒”条目下写道：“自元时始 创其法，用浓酒和糟入甑，蒸令气上……其清如水，味极浓烈，盖酒露也。”这里所用的“法” 是指(　　) A．萃取 B．渗析 C．蒸馏 D．干馏 答案　C 解析　“用浓酒和糟入甑，蒸令气上”意思是把发酵好的酒装入甑中，烧火对其加热， 让酒精蒸发出来，“其清如水，味极浓烈，盖酒露也”意思是从竹管中流出的液体像水一样 澄清，但是味道更加浓烈，这就是酒形成的甘露啊！此描述中有蒸馏的各种装置和操作，如“甑” 为蒸馏装置，“其清如水”为冷凝出来的液体，则必有长竹管等冷凝装置、收集装置，并且 符合了蒸馏的操作流程，如“蒸”为加热操作，故此“法”是指“蒸馏”。14．茶叶中铁元素的检验可经以下四个步骤完成，各步骤中选用的实验用品不能都用到 的是(　　) A．将茶叶灼烧灰化，选用①、②和⑨ B．用浓硝酸溶解茶叶灰并加蒸馏水稀释，选用④、⑥和⑦ C．过滤得到滤液，选用④、⑤和⑦ D．检验滤液中的 Fe3＋，选用③、⑧和⑩ 答案　B 解析　灼烧需要坩埚(①)、泥三角(⑨)和酒精灯(②)，A 项不符合题意；溶解、稀释时不 需用容量瓶(⑥)，B 项符合题意；过滤需要烧杯(④)、漏斗(⑤)和玻璃棒(⑦)，C 项不符合题意； 检验 Fe3＋需用试管(③)、胶头滴管(⑩)、KSCN 溶液(⑧)，D 项不符合题意。 15．下列有关实验的叙述正确的是(　　) A．可用碱式滴定管量取 12.85 mL 的 KMnO4 溶液 B．实验室蒸馏石油可用如图甲所示实验装置 C．取用金属钠或钾时，没用完的钠或钾要放回原瓶 D．配制 500 mL 0.4 mol/L NaCl 溶液，必要的仪器如图乙所示 答案　C 解析　A 中 KMnO4 溶液具有强氧化性，不能用碱式滴定管量取；图甲中温度计水银球应 位于蒸馏烧瓶支管口处；D 中不需要分液漏斗，而需要容量瓶。二、非选择题 16．下面所列的是中学化学实验室中几种常见的仪器： ①温度计　②容量瓶　③滴定管　④烧杯　⑤圆底烧瓶　⑥量筒　⑦玻璃棒　⑧坩埚　⑨ 分液漏斗 (1)在仪器上标明具体使用温度的是(不考虑温度计)________；可作反应容器并可加热的 是________；实验前需要检查是否漏液的是__________________；灼烧物质所需要的仪器是 ________。 (2)需要用到温度计的实验是________。 ①用乙醇制取乙烯　②石油分馏　③浓硫酸稀释　 ④测定硝酸钾的溶解度 (3)玻璃棒的作用主要有以下三种： ①搅拌　②引流　③蘸取溶液 不同实验中其作用可能不完全相同，请回答下列问题： A．在用无水碳酸钠配制 100 mL 0.12 mol·L－1 的碳酸钠溶液的实验中，玻璃棒的作用是 ________。 B．在用氢氧化钠溶液、碳酸钠溶液、氯化钡溶液、盐酸、水等试剂除去粗盐中的 Mg2 ＋、Ca2＋、SO 2－4 等杂质离子以获得纯净的食盐的实验中，玻璃棒的作用可能是________。 答案　(1)②③⑥　④⑤　②③⑨　⑧　(2)①②④　(3)①②　①②③ 解析　(1)通常情况下，量器类仪器标记使用温度，如滴定管、容量瓶、量筒。因为温度 变化会改变玻璃仪器容积，所以需要在规定的温度下使用。可作反应容器并可加热的是烧杯 和圆底烧瓶；实验前必须检漏的是容量瓶、滴定管和分液漏斗；灼烧物质需用坩埚。 (3)用固体物质配制溶液时，固体溶解(搅拌)以及转移溶液到容量瓶中(引流)都要用到玻璃 棒。粗盐的提纯要经溶解(搅拌)、加除杂试剂(搅拌)、过滤(引流)、调节酸度(蘸取溶液测 pH) 等操作。 17． K3[Fe(C2O4)3]·3H2O(三草酸合铁酸钾)为亮绿色晶体，可用于晒制蓝图。回答下列问 题：(1)晒制蓝图时，用 K3[Fe(C2O4)3]·3H2O 作感光剂，以 K3[Fe(CN)6]溶液为显色剂。其光解 反应的化学方程式为：2K3[Fe(C2O4)3] ===== 光照 2FeC2O4＋3K2C2O4＋2CO2↑；显色反应的化学 方程式为__________________________________。 (2)某小组为探究三草酸合铁酸钾的热分解产物，按下图所示装置进行实验。 ①通入氮气的目的是__________________________________。 ②实验中观察到装置 B、F 中澄清石灰水均变浑浊，装置 E 中固体变为红色，由此判断 热分解产物中一定含有________、________。 ③为防止倒吸，停止实验时应进行的操作是 __________________________________________________。 ④样品完全分解后，装置 A 中的残留物含有 FeO 和 Fe2O3，检验 Fe2O3 存在的方法是 ______________________________________________。 (3)测定三草酸合铁酸钾中铁的含量。 ①称量 m g 样品于锥形瓶中，溶解后加稀 H2SO4 酸化，用 c mol·L－1 KMnO4 溶液滴定至 终点。滴定终点的现象是____________________。 ②向上述溶液中加入过量锌粉至反应完全后，过滤、洗涤，将滤液及洗涤液全部收集到 锥形瓶中。加稀 H2SO4 酸化，用 c mol·L－1 KMnO4 溶液滴定至终点，消耗 KMnO4 溶液 V mL。该晶体中铁的质量分数的表达式为______________。 答案　(1)3FeC2O4＋2K3[Fe(CN)6]===Fe3[Fe(CN)6]2＋3K2C2O4 (2)①隔绝空气、使反应产生的气体全部进入后续装置　②CO2　CO　③先熄灭装置 A、E 的酒精灯，冷却后停止通入氮气　④取少许固体粉末于试管中，加稀硫酸溶解，滴入 1～2 滴 KSCN 溶液，溶液变红色，证明含有 Fe2O3(3)①溶液变紫色且半分钟内不恢复原色　②5cV × 56 1000m ×100% 解析　(1)光解反应的化学方程式为 2K3[Fe(C2O4)3] ===== 光照 2FeC2O4＋3K2C2O4＋2CO2↑， 反应后有草酸亚铁产生，所以显色反应的化学方程式为 3FeC2O4＋ 2K3[Fe(CN)6]===Fe3[Fe(CN)6]2＋3K2C2O4。 (2)①装置中的空气在加热条件下能氧化金属铜，能影响 E 中的反应，所以反应前通入氮 气的目的是排尽装置中的空气；同时使反应生成的气体全部进入后续装置。 ②实验中观察到装置 B 中澄清石灰水变浑浊，说明反应中一定产生了二氧化碳。装置 E 中固体变为红色，F 中澄清石灰水变浑浊，说明氧化铜被还原为铜，即有还原性气体 CO 生 成，由此判断热分解产物中一定含有 CO2、CO。 ③为防止倒吸，必须保证装置中保持一定的压力，所以停止实验时应进行的操作是先熄 灭装置 A、E 的酒精灯，冷却后再停止通入氮气。 ④要检验 Fe2O3 存在，首先要转化为可溶性铁盐，因此方法是取少许固体粉末于试管中， 加稀硫酸溶解，滴入 1～2 滴 KSCN 溶液，溶液变红色，证明含有 Fe2O3。 (3)①高锰酸钾氧化草酸根离子而自身被还原，达到滴定终点时高锰酸钾不再被还原，故 溶液变紫色。 ②锌把铁离子还原为亚铁离子，酸性高锰酸钾溶液又把亚铁离子氧化为铁离子。反应中 消耗高锰酸钾 0.001cV mol，Mn 元素化合价从＋7 价降低到＋2 价，所以根据得失电子守恒可 知铁离子的物质的量是 0.005cV mol，则该晶体中铁的质量分数的表达式为0.005cV × 56 m ×100%＝5cV × 56 1000m ×100%。 18．凯氏定氮法是测定蛋白质中氮含量的经典方法，其原理是用浓硫酸在催化剂存在下 将样品中有机氮转化成铵盐，利用如图所示装置处理铵盐，然后通过滴定测量。已知：NH3＋ H3BO3===NH3·H3BO3；NH3·H3BO3＋HCl===NH4Cl＋H3BO3。回答下列问题： (1)a 的作用是________。 (2)b 中放入少量碎瓷片的目的是________。f 的名称是________。 (3)清洗仪器：g 中加蒸馏水；打开 k1，关闭 k2、k3，加热 b，蒸气充满管路；停止加热， 关闭 k1，g 中蒸馏水倒吸进入 c，原因是______________________________；打开 k2 放掉水。 重复操作 2～3 次。 (4)仪器清洗后，g 中加入硼酸(H3BO3)和指示剂。铵盐试样由 d 注入 e，随后注入氢氧化 钠溶液，用蒸馏水冲洗 d，关闭 k3，d 中保留少量水。打开 k1，加热 b，使水蒸气进入 e。 ①d 中保留少量水的目的是______________________________________。 ②e 中主要反应的离子方程式为____________________________________， e 采用中空双层玻璃瓶的作用是__________________________________。 (5)取某甘氨酸(C2H5NO2)样品 m 克进行测定，滴定 g 中吸收液时消耗浓度为 c mol·L－1 的 盐酸 V mL，则样品中氮的质量分数为________%，样品的纯度≤________%。 答案　(1)避免 b 中压强过大　 (2)防止暴沸　直形冷凝管　 (3)c 中温度下降，管路中形成负压 (4)①液封，防止氨气逸出　②NH＋4 ＋OH－ ===== △ NH3↑＋H2O　保温使氨完全蒸出 (5)1.4cV m 　7.5cV m解析　(1)加热水蒸气时，若关闭 k1，b 中压强增大，a 可起安全管的作用，防止烧瓶内 压强过大，造成事故。 (2)碎瓷片可防止蒸馏水在加热时暴沸；f 是直形冷凝管。 (3)关闭 k1 后形成密封体系，水蒸气冷凝，管路内形成负压，导致 g 中水倒吸入 c 中。 (4)①d 中保留少量水可以起到液封作用，防止生成的 NH3 逸出。 ②铵盐与碱在加热条件下反应生成氨气，离子方程式为 NH＋4 ＋OH－ ===== △ NH3↑＋H2O。e 采用中空双层玻璃瓶可起到保温作用，使生成的氨气尽可能地逸出，以减小实验误差。 (5)由题给化学方程式 NH3＋H3BO3===NH3·H3BO3、NH3·H3BO3＋HCl===NH4Cl＋H3BO3， 根据氮原子守恒可得关系式：C2H5NO2～N～HCl。n(C2H5NO2)＝n(N)＝n(HCl)＝cV×10－3 mol， 则样品中氮的质量分数为cV × 10－3 mol × 14 g·mol－1 m g ×100%＝1.4cV m %；样品的纯度≤ 75 g·mol－1 × cV × 10－3 mol m g ×100%＝7.5cV m %。 19．摩尔盐[(NH4)2Fe(SO4)2]易溶于水，具有还原性。以下是利用废铁屑、稀硫酸和硫酸 铵为原料制取摩尔盐的流程图。 回答下列问题： (1)在“步骤 1”中加 Na2CO3 溶液是为了洗涤除去废铁屑表面的油污，加热的目的是 ______________________________________(利用简要文字和必要的离子方程式说明)，配制 100 g 10%的 Na2CO3 溶液需要的仪器有药匙、量筒、烧杯、玻璃棒和________。 (2)“步骤 2”中所用废铁屑必须过量，原因是________________________。 (3)“步骤 3”加入(NH4)2SO4 固体充分搅拌溶解后，依次进行的实验操作是：蒸发浓缩、________、过滤、洗涤、干燥。 (4)一般采用滴定法测定摩尔盐产品中 Fe2＋的含量：称取 4.0 g 摩尔盐样品，溶于水，加 入适量稀硫酸，用 0.2 mol·L－1 KMnO4 溶液滴定，达到终点时，消耗 10.00 mL KMnO4 溶液。 ①滴定过程中发生反应的离子方程式为_______________________________； ②产品中 Fe2＋的质量分数为________； ③ 滴 定 过 程 中 ， 左 手 控 制 ____________________ ， 右 手 摇 动 锥 形 瓶 ， 直 到 ______________________________时停止滴定，读数。此时若俯视读数，测定结果将偏 ________(填“高”或“低”)。 答案　(1)使平衡 CO2－3 ＋H2OHCO－3 ＋OH－右移，增强溶液碱性　托盘天平 (2)防止产生 Fe3＋，保证所制摩尔盐的纯度 (3)冷却结晶 (4)①5Fe2＋＋MnO－4 ＋8H＋===5Fe3＋＋Mn2＋＋4H2O ②14% ③酸式滴定管的活塞　溶液出现浅紫色且半分钟内不恢复原色　低 解析　(1)加热是为了促进 CO 2－3 的水解，提高溶液碱性；配制 100 g 10%的 Na2CO3 溶液 需要的仪器除药匙、量筒、烧杯、玻璃棒外，还要称一定质量的 Na2CO3 固体，所以还需要托 盘天平。 (2)“步骤 2”中所用废铁屑过量可以防止 Fe2＋被氧化为 Fe3＋，保证所制摩尔盐的纯度。 (3)蒸发结晶的步骤是蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥。 (4)①Fe2＋―→Fe3＋，铁元素化合价升高 1 价，MnO－4 ―→Mn2＋，锰元素降低 5 价，根据 元素守恒和电子守恒可列出反应的离子方程式为 5Fe2＋＋MnO－4 ＋8H＋===Mn2＋＋5Fe3＋＋ 4H2O；②设 4 g 产品中 Fe2＋的物质的量为 x mol，则： 5Fe2＋～MnO－4 ， 　5　　　1 x mol 　0.01 L×0.2 mol·L－1解得 x＝0.01，所以 4 g 产品中 Fe2＋的质量为 0.01 mol×56 g·mol－1＝0.56 g，所以 4 g 产 品中 Fe2＋的质量分数为0.56 g 4 g ×100%＝14%；③滴定过程中，左手控制酸式滴定管的活塞， 右手摇动锥形瓶，直到溶液变为浅紫色，半分钟内不恢复原色，说明达到滴定终点，此时若 俯视读数，读出的高锰酸钾溶液体积偏小，测定结果将偏低。 考点 33　物质的检验、分离与提纯 一、选择题 1．下列物质提纯的方法正确的是(　　) A．除去混在 NO2 气体中的 NO：将气体与过量 O2 混合 B．除去混在 CO2 气体中的 SO2：将气体依次通过足量酸性 KMnO4 溶液和浓硫酸 C．除去 KCl 溶液中的 K2CO3：加入过量的 BaCl2 溶液后过滤 D．除去乙酸中混有的乙醇：向混合液中加入生石灰后蒸馏 答案　B 解析　A 项若氧气过量，NO2 中会混有新的杂质 O2，A 项错误；B 项能够得到干燥的 CO2，B 项正确；C 项加入过量的 BaCl2 溶液，溶液中会混有 Ba2＋，C 项错误；D 项加入生石 灰会与乙酸反应，D 项错误。 2．关于某溶液所含离子的检验方法和结论正确的是(　　) A．加入 NaOH 溶液，有白色沉淀生成，则原溶液中一定含有 Al3＋ B．加入 AgNO3 溶液有白色沉淀生成，加稀盐酸沉淀不消失，则原溶液中一定含有 Cl－ C．加入盐酸产生能使澄清石灰水变浑浊的气体，则原溶液中一定含有 CO 2－3 或 SO2－3 D．某无色溶液焰色反应呈黄色，则该溶液中一定含有 Na＋ 答案　D 解析　选项 A 不能排除 Mg2＋等的干扰；选项 B 不能排除 SO2－4 、SiO 2－3 等的干扰；选项 C 不能排除 HCO－3 、HSO －3 的干扰。 3．某同学为检验某溶液中是否含有 NH＋4 、SO2－4 、Cl－、Fe3＋等离子，进行了下图所示的实验操作。其中检验过程中产生的气体能使湿润的红色石蕊试纸变蓝。下列由该实验能得 到的正确结论是(　　) A．原溶液中一定含有 NH＋4 B．原溶液中一定含有 SO2－4 C．原溶液中一定含有 Cl－ D．原溶液中一定含有 Fe3＋ 答案　A 解析　第①步中，酸性条件下 NO －3 具有强氧化性，故若溶液中含有 SO2－3 、Fe2＋，第① 步操作也会生成 BaSO4 沉淀，第③步操作也会出现红色溶液，B、D 错误；第①步操作中加 入了盐酸，故通过第②步产生的沉淀 AgCl 不能判断溶液中是否含有 Cl－，C 错误；第④步操 作生成的气体为氨气，说明溶液中含有 NH＋4 。 4．用下列实验装置完成对应实验(部分仪器已省略)，操作正确并能达到实验目的的是(　　) 答案　B 解析　A 项中 I2 受热升华，NH4Cl 受热分解，冷却后又化合，故不能用加热法分离；C 项中未用玻璃棒引流；D 项应“长进短出”。5．某化学兴趣小组在课外活动中，对某一份溶液的成分(已知不含还原性离子)进行了检 测，其中三次检测结果如下表所示： 检测序号 溶液中检测出的离子组合 第一次 KCl、K2SO4、Na2CO3、NaCl 第二次 KCl、AlCl3、Na2SO4、K2CO3 第三次 Na2SO4、KCl、K2CO3、NaCl 则下列说法合理的是(　　) A．三次检测结果都正确 B．该溶液中的阳离子无法判断 C．为了检验 SO2－4 ，应先加过量稀硝酸，再滴加 Ba(NO3)2，观察是否有沉淀现象 D．为了确定是否存在 CO2－3 ，可以向其中滴加 CaCl2 溶液，观察是否有沉淀现象 答案　C 解析　由于第二组中的 AlCl3 与 K2CO3 发生相互促进的水解反应，故不能共存，A 错误； 阳离子可以通过焰色反应确定，B 错误；加入 CaCl2 溶液时，SO 2－4 也可能形成沉淀，无法确 定一定存在 CO2－3 ，D 错误。 6．下列操作或试剂的选择不合理的是(　　) A．可用蒸发结晶的方法从碘水中提取碘单质 B．可用灼烧法除去氧化铜中混有的铜粉 C．可用硫酸鉴别碳酸钠、硅酸钠和硫酸钠 D．可用含氢氧化钠的氢氧化铜悬浊液鉴别乙醇、乙醛和乙酸 答案　A解析　I2 易升华，蒸发结晶不宜用于易升华的物质的分离，A 项不合理；灼烧时氧化铜 中的铜粉可被氧化为氧化铜，B 项合理；硫酸和碳酸钠反应可生成 CO2 气体，与硅酸钠反应 产生硅酸沉淀，与硫酸钠不反应，可以鉴别，C 项合理；含氢氧化钠的氢氧化铜悬浊液与乙 醇不反应，与乙醛反应生成砖红色沉淀，与足量乙酸反应后变为蓝色溶液，可以鉴别，D 项 合理。 7．根据下列实验操作和现象所得到的结论正确的是(　　) 选项 实验操作和现象 实验结论 A 向苯酚溶液中滴加少量浓溴水、振荡，无白色沉淀 苯酚浓度小 B 向久置的 Na2SO3 溶液中加入足量 BaCl2 溶液，出现 白色沉淀；再加入足量稀盐酸，部分沉淀溶解 部分 Na2SO3 被氧化 C 向 20%蔗糖溶液中加入少量稀 H2SO4，加热；再加 入银氨溶液，未出现银镜 蔗糖未水解 D 向某黄色溶液中加入淀粉 KI 溶液，溶液呈蓝色 溶液中含 Br2 答案　B 解析　向苯酚溶液中滴加少量浓溴水、振荡，无白色沉淀，可能的原因是溴水的量太少，A 错误；向久置的 Na2SO3 溶液中加入足量 BaCl2 溶液，出现白色沉淀；再加入足量稀盐酸，部 分沉淀溶解，说明白色沉淀中含有硫酸钡，证明部分 Na2SO3 被氧化，B 正确；银镜反应需要 在碱性环境中进行。操作中未出现银镜，不能说明蔗糖未水解，C 错误；向某黄色溶液中加 入淀粉 KI 溶液，溶液呈蓝色，该溶液中也可能含有 Fe3＋，Fe3＋也能将 I－氧化为单质碘，D 错误。 8．以下实验设计能达到实验目的的是(　　) 实验目的 实验设计 A.除去 NaHCO3 固体中的 Na2CO3 将固体加热至恒重B.制备无水 AlCl3 蒸发 Al 与稀盐酸反应后的溶液 C.重结晶提纯苯甲酸 将粗品水溶、过滤、蒸发、结晶 D.鉴别 NaBr 和 KI 溶液 分别加新制氯水后，用 CCl4 萃取 答案　D 解析　加热至恒重得到的是 Na2CO3，A 错误；AlCl3 易发生水解，加热 AlCl3 溶液时，AlCl3 水解生成的 HCl 易挥发，从而得不到无水 AlCl3。要制备无水 AlCl3 应在 HCl 氛围中加热蒸发， B 错误；苯甲酸在热水中溶解度高，主要提纯步骤应为加热溶解、趁热过滤、冷却结晶、洗 涤晶体，C 错误；NaBr 和 KI 都能与氯水反应，分别有 Br2 和 I2 生成，Br2 的四氯化碳溶液呈 橙红色，I2 的四氯化碳溶液呈紫红色，可以鉴别，D 正确。 9．某白色粉末由两种物质组成，为鉴别其成分进行如下实验： ①取少量样品加入足量水仍有部分固体未溶解；再加入足量稀盐酸，有气泡产生，固体 全部溶解； ②取少量样品加入足量稀硫酸有气泡产生，振荡后仍有固体存在。 该白色粉末可能为(　　) A．NaHCO3、Al(OH)3 B．AgCl、NaHCO3 C．Na2SO3、BaCO3 D．Na2CO3、CuSO4 答案　C 解析　A 项，加入足量稀硫酸后，固体全部溶解；B 项，加入足量稀盐酸时有气泡产生， 但仍有固体存在；D 项，加入足量稀硫酸并振荡后，固体全部溶解。故 A、B、D 均不符合题 意。 10．下列检测方法合理的是(　　) 选项 实验 检测方法 A 向沸水中滴加饱和 FeCl3 溶液，确认制得胶体 用一束平行光照射B 确认铜与浓硫酸反应生成 CuSO4 向反应后的溶液中加入 水 C 确定氢氧化钠标准溶液滴定未知浓度的醋酸溶 液的终点 以甲基橙为指示剂 D 检验乙烯中混有 SO2 将气体通入溴水中 答案　A 解析　A 项，可以用丁达尔效应检验胶体的生成，正确；B 项，应把反应后的溶液沿着 烧杯内壁慢慢加入水中，并用玻璃棒不断搅拌，错误；C 项，甲基橙的变色范围是 3.1～4.4， pH 大于 4.4 时溶液呈黄色，应使用酚酞作指示剂，错误；D 项，乙烯可以与溴水发生加成反 应使之褪色，SO2 可以与溴水发生氧化还原反应使之褪色，无法检测，错误。 11．下列实验操作能达到实验目的的是(　　) 选项 实验目的 实验操作 A 除去 Fe(OH)3 胶体中混有的 FeCl3 加入过量的 NaOH 溶液后过滤 B 区别植物油和矿物油 向植物油和矿物油中分别加入足量 烧碱溶液，充分加热，冷却 C 验证 H2O2 的氧化性 将 H2O2 滴入酸性 KMnO4 溶液中 D 检验蔗糖的水解产物中是否含有葡 萄糖 向蔗糖溶液中加入 3～5 滴稀硫酸， 煮沸几分钟后，冷却，再向水解液 中加入几滴银氨溶液，水浴加热 答案　B 解析　A 项，加入氢氧化钠，铁离子与氢氧根离子反应生成氢氧化铁沉淀，同时氢氧化 铁胶体遇到电解质也会聚沉，错误；B 项，植物油的成分是油脂，在烧碱溶液中发生水解反 应后和水互溶，而矿物油的主要成分是烃，在氢氧化钠溶液中分为两层，故能够区分，正确；C项，双氧水使酸性高锰酸钾溶液褪色，体现的是还原性，错误；D 项，银镜反应实验的关键 是保持溶液呈碱性，加入硫酸使蔗糖水解后必须加入足量的氢氧化钠中和硫酸，使溶液呈碱 性才能加入银氨溶液检验葡萄糖，错误。 12．除去下列物质中的杂质选用的试剂和方法最合理的是(　　) 物质 杂质 试剂 方法 A 二氧化碳 二氧化硫 饱和碳酸钠溶 液 洗气 B 苯 苯酚 氢氧化钠溶液 分液 C 氯化钠溶液 碘化钠 氯水、酒精 萃取、分液 D BaSO4 BaCO3 水 过滤 答案　B 解析　A 项，二者均与碳酸钠溶液反应，不能除杂，应选饱和碳酸氢钠溶液，错误；B 项，苯酚与 NaOH 溶液反应的产物为苯酚钠，苯酚钠与苯不互溶，分液可分离，正确；C 项， 碘化钠和氯水反应生成碘单质，碘单质溶于酒精，而酒精与水混溶，所以不能用萃取、分液 方法分离，错误；D 项，BaSO4 和 BaCO3 均不溶于水，不能过滤分离，错误。 二、非选择题 13．已知废旧干电池中的填充物主要有二氧化锰、炭黑、氯化锌、氯化铵、淀粉糊、 Mn2O3、ZnO、FeO、汞的化合物等。某实验小组的同学拟回收废旧电池中的成分，主要操作 流程如下图：试回答下列问题： (1)步骤①用玻璃棒搅拌的目的是______________________________________；步骤②过 滤后，滤液中的主要溶质有________(填化学式)；步骤③中灼烧的目的是 _________________________________________________________。 (2)经过步骤③得到的是粗制二氧化锰，要得到精制的二氧化锰还需将粗制二氧化锰用稀 硝酸洗涤后再用蒸馏水洗涤，稀硝酸的作用是 ______________________________________________________________。 (3)写出步骤④中发生反应的化学方程式： _____________________________________________________________________，经过步骤② 得到的固体干燥后，用氯酸钾与之混合加热的实验________(填“能”或“不能”)代替实验 ④。 (4)已知 NH4Cl 和 ZnCl2 的溶解度(g/100 g 水)如下表： 温度(℃) 20 30 40 60 80 NH4Cl 37.2 41.4 45.8 55.2 65.6 ZnCl2 396 437 452 541 614 从滤液中分离 NH4Cl 和 ZnCl2 的方法是 _______________________________________________________________。(5)从有害物质必须特殊处理的角度考虑，上述设计不合理的地方是 _________________________________________________________________。 答案　(1)促进废干电池筒中的可溶性物质溶解　ZnCl2、NH4Cl　除去其中的炭黑和淀粉 (2)除去其中的低价锰的氧化物和其他金属化合物 (3)2H2O2 =====MnO2 2H2O＋O2↑　不能 (4)结晶(重结晶) (5)没有回收有害物质汞，在实验过程中会产生汞蒸气，污染环境 解析　(1)溶解时用玻璃棒搅拌的主要目的是加速其中的电解质溶解于水；废干电池中的 氯化铵和氯化锌可溶于水；灼烧的目的是除去滤渣中的炭黑和淀粉等。 (2)Mn2O3 及其他金属氧化物能溶于稀硝酸，MnO2 不溶于稀 HNO3 从而分离。 (3)二氧化锰能催化过氧化氢分解放出氧气，从而间接检验二氧化锰，直接用含有机物的 不纯二氧化锰与氯酸钾作用会引起爆炸。 (4)由溶解度数据知，NH4Cl 和 ZnCl2 的溶解度相差很大，先蒸发溶剂，然后冷却结晶就 可得到较纯净的氯化铵晶体。 14．烟道气中的 NOx 是主要的大气污染物之一，为了监测其含量，选用如下采样和检测 方法。回答下列问题： Ⅰ.采样 采样步骤： ①检验系统气密性；②加热器将烟道气加热至 140 ℃；③打开抽气泵置换系统内空气；④ 采集无尘、干燥的气样；⑤关闭系统，停止采样。 (1)A 中装有无碱玻璃棉，其作用是________。(2)C 中填充的干燥剂是(填序号)________。 a．碱石灰　　　b．无水 CuSO4　　　c．P2O5 (3)用实验室常用仪器组装一套装置，其作用是与 D(装有碱液)相同，在虚线框中画出该 装置的示意图，标明气体的流向及试剂。 (4)采样步骤②加热烟道气的目的是________________。 Ⅱ.NOx 含量的测定 将 V L 气样通入适量酸化的 H2O2 溶液中，使 NOx 完全被氧化为 NO－3 ，加水稀释至 100.00 mL。量取 20.00 mL 该溶液，加入 V1 mL c1 mol·L－1 FeSO4 标准溶液(过量)，充分反应后，用 c2 mol·L－1 K2Cr2O7 标准溶液滴定剩余的 Fe2＋，终点时消耗 V2 mL。 (5)NO 被 H2O2 氧化为 NO －3 的离子方程式是 __________________________________________。 (6)滴定操作使用的玻璃仪器主要有____________。 (7)滴定过程中发生下列反应： 3Fe2＋＋NO－3 ＋4H＋===NO↑＋3Fe3＋＋2H2O Cr2O2－7 ＋6Fe2＋＋14H＋===2Cr3＋＋6Fe3＋＋7H2O 则气样中 NOx 折合成 NO2 的含量为______________mg·m－3。 (8)判断下列情况对 NOx 含量测定结果的影响(填“偏高”“偏低”或“无影响”) 若缺少采样步骤③，会使测试结果________。 若 FeSO4 标准溶液部分变质，会使测定结果________。答案　Ⅰ.(1)除尘　(2)c　(3) (4)防止 NOx 溶于冷凝水 Ⅱ.(5)2NO＋3H2O2===2H＋＋2NO－3 ＋2H2O　 (6)锥形瓶、酸式滴定管　(7)23(c1V1－6c2V2) 3V ×104 (8)偏低　偏高 解析　Ⅰ.(1)A 的过程叫“过滤”，所以其中玻璃棉的作用一定是除去烟道气中的粉尘。 (2)碱石灰是碱性干燥剂可能与 NOx 反应，所以不能使用。硫酸铜的吸水能力太差，一般 不用做干燥剂，所以不能使用。五氧化二磷是酸性干燥剂，与 NOx 不反应，所以选项 c 正确。 (3)实验室通常用洗气瓶来吸收气体，与 D 作用相同应该在洗气瓶中加入强碱(氢氧化钠) 溶液。 (4)加热烟道气的目的是避免水蒸气冷凝后，NOx 溶于水中。 Ⅱ. (5)NO 被 H2O2 氧化为硝酸，所以反应的离子方程式为：2NO＋3H2O2===2H＋＋2NO －3 ＋2H2O。 (6)滴定中使用酸式滴定管(本题中的试剂都只能使用酸式滴定管)和锥形瓶。 (7)用 c2 mol·L－1 K2Cr2O7 标准溶液滴定剩余的 Fe2＋，终点时消耗 V2 mL，此时加入的 Cr2O 2－7 为 c2V2/1000 mol；所以过量的 Fe2＋为 6c2V2/1000 mol；则与硝酸根离子反应的 Fe2＋为 (c1V1/1000－6c2V2/1000) mol；所以硝酸根离子为(c1V1/1000－6c2V2/1000)/3 mol；根据氮原子 守恒，硝酸根离子与 NO2 的物质的量相等。考虑到配制 100 mL 溶液取出来 20 mL 进行实验， 所以 NO2 为 5(c1V1/1000－6c2V2/1000)/3 mol，质量为 46×5(c1V1/1000－6c2V2/1000)/3 g，即 230(c1V1－6c2V2)/3 mg。这些 NO2 是 V L 气体中含有的，所以含量为 230(c1V1－6c2V2)/3V mg·L －1，即为 1000×230(c1V1－6c2V2)/3V mg·m－3。 (8)若缺少采样步骤③，装置中有空气，则实际测定的是烟道气和空气混合气体中 NOx 的 含量，测定结果必然偏低。若 FeSO4 标准溶液部分变质，一定是部分 Fe2＋被空气中的氧气氧化，计算时仍然认为这部分被氧化的 Fe2＋是被硝酸根离子氧化的，所以测定结果偏高。 15．草酸(乙二酸)存在于自然界的植物中，其 K1＝5.4×10－2，K2＝5.4×10－5。草酸的钠 盐和钾盐易溶于水，而其钙盐难溶于水。草酸晶体(H2C2O4·2H2O)无色，熔点为 101 ℃，易溶 于水，受热脱水、升华，170 ℃以上分解。回答下列问题： (1)甲组同学按照如图所示的装置，通过实验检验草酸晶体的分解产物。装置 C 中可观察 到的现象是________________________________________，由此可知草酸晶体分解的产物中 有________。装置 B 的主要作用是_______________。 (2)乙组同学认为草酸晶体分解产物中还有 CO，为进行验证，选用甲组实验中的装置 A、B 和下图所示的部分装置(可以重复选用)进行实验。 ①乙组同学的实验装置中，依次连接的合理顺序为 A、B、________。装置 H 反应管中 盛有的物质是________。 ②能证明草酸晶体分解产物中有 CO 的现象是 ________________________________________________________________。 (3)设计实验证明： ①草酸的酸性比碳酸的强： ________________________________________________________________。②草酸为二元酸： _______________________________________________________________。 答案　(1)有气泡逸出、澄清石灰水变浑浊'CO2'冷凝(水蒸气、草酸等)，防止草酸进入装 置 C 反应生成沉淀，干扰 CO2 的检验 (2)①F、D、G、H、D、I CuO ②H 中黑色粉末变为红色，其后的 D 中澄清石灰水变 浑浊 (3)①向盛有少量 NaHCO3 的试管里滴加草酸溶液，有气泡产生 ②用 NaOH 标准溶液滴定草酸溶液，消耗 NaOH 的物质的量为草酸的 2 倍 解析　(1)草酸分解产生 CO2 和 H2O，则装置 C 中观察到的现象是有气泡逸出，澄清石灰 水变浑浊；装置 B 的主要作用是冷凝(水蒸气、草酸等)，防止草酸进入装置 C 反应生成沉淀， 干扰 CO2 的检验。 (2)①为验证产物中有 CO，需除去 CO2 并干燥后通过灼热的 CuO，通过检验还原 CuO 后 的产物中有 CO2 即可。CO 有毒，要注意尾气处理，故装置的连接顺序为 A、B、F、D、G、 H、D、I。装置 H 反应管中盛有的物质为 CuO。②CO 能还原 CuO，故 H 中的现象应为黑色 的固体粉末变红，H 后的 D 中的现象为澄清石灰水变浑浊。 (3)①依据强酸制弱酸的原理，可将草酸加入到碳酸氢钠溶液中，若产生气体，则证明草 酸的酸性强于碳酸。②欲证明草酸是二元酸，需证明草酸中有两个羧基，用 NaOH 溶液滴定 即可。 16．氯化铁可用作金属蚀刻、有机合成的催化剂，研究其制备及性质是一个重要的课题。 (1)氯化铁晶体的制备：①实验过程中装置乙发生反应的离子方程式有________________，仪器丙的作用为 __________________。 ②为顺利达成实验目的，上述装置中弹簧夹打开和关闭的顺序为 ____________________________________。 ③反应结束后，将乙中溶液边加入________，边进行加热浓缩、________、过滤、洗涤、 干燥即得到产品。 (2)氯化铁的性质探究： 某兴趣小组将饱和 FeCl3 溶液进行加热蒸发，蒸干灼烧，在试管底部得到固体。为进一 步探究该固体的成分设计了如下实验。(查阅文献知：①FeCl3 溶液浓度越大，水解程度越小；② 氯化铁的熔点为 306 ℃、沸点为 315 ℃，易升华，气态 FeCl3 会分解成 FeCl2 和 Cl2；③FeCl2 熔点为 670 ℃) 操作步骤 实验现象 解释原因 打开 K，充入氮气 D 中有气泡产生 ①充入 N2 的原因是 ______________________ 关闭 K，加热至 B 中出现棕黄色固 ②产生现象的原因是600 ℃，充分灼烧固体 体 _____________________ 实验结束，振荡 C，静 置 ③_____________ _____ ④____________________ ______________(用相关 的方程式说明) ⑤结合以上实验和文献资料，该固体可以确定的成分有____________ 答案　(1)①Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑、Cl2＋2Fe2＋===2Fe3＋＋2Cl－　吸收多余的氯气 ②关闭弹簧夹 1 和 3，打开弹簧夹 2；待铁粉完全溶解后打开弹簧夹 1 和 3，关闭弹簧夹 2 ③浓盐酸　冷却结晶 (2)①排出装置内的空气　②FeCl3 易升华 ③C 中溶液分层，上层接近无色，下层为橙红色 ④2FeCl3 ===== △ 2FeCl2＋Cl2、2Br－＋Cl2===Br2＋2Cl－　 ⑤FeCl3、Fe2O3 解析　(1)①根据所给装置图和试剂，装置甲的作用是用高锰酸钾和浓盐酸制备氯气，生 成的氯气进入乙装置，与产生的亚铁离子反应生成三价铁离子，乙中发生反应的离子方程式 为 Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑，2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－，进而制备氯化铁晶体，由于氯气 有毒，故丙装置的作用为吸收多余的氯气；②实验过程中，首先盐酸与废铁屑反应生成亚铁 离子，然后氯气将亚铁离子氧化为三价铁离子，故应先关闭弹簧夹 1 和 3，打开弹簧夹 2，待 废铁屑反应完后打开弹簧夹 1 和 3，关闭弹簧夹 2，使氯气氧化二价铁离子，多余氯气用氢氧 化钠吸收；③反应结束后得到的是氯化铁溶液，为了防止三价铁离子水解，应将乙溶液加入 浓盐酸中，然后加热浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥即得产品。 (2)①装置中的空气会与反应产物反应，故应先排出装置中的空气；②根据题中所给信息， 氯化铁的沸点为 315 ℃，易升华，当加热至 600 ℃氯化铁升华为气体，在 B 装置中遇冷凝华， 成为棕黄色氯化铁固体；③由于氯化铁易升华，部分气态氯化铁分解产生氯气，氯气与 C 装 置中的溴化钠反应生成溴单质，四氯化碳萃取溴，故 C 中溶液分层，上层几乎无色，下层呈橙红色；④氯化铁分解产生氯化亚铁和氯气：2FeCl3 ===== △ Cl2＋2FeCl2，氯气置换出溴：Cl2 ＋2Br－===2Cl－＋Br2；⑤根据文献已知：在氯化铁溶液蒸发的过程中发生水解，随着浓度增 大水解程度减小，故有部分氯化铁水解生成氢氧化铁，氢氧化铁受热分解生成三氧化二铁， 结合上述分析可知，固体的成分有三氧化二铁、氯化铁。 考点 34　物质的制备 一、选择题 1．下列有关物质的制备的说法不正确的是(　　) A．用碳酸钠粉末可以制备 CO2 B．欲制备 Fe(OH)3 胶体，向盛有沸水的烧杯中滴加 FeCl3 饱和溶液并长时间煮沸 C．加热分解 NH4HCO3 固体，将所得的气体进行适当处理可获得 NH3 D．在氯化氢气氛中加热蒸发 MgCl2 溶液，制备无水 MgCl2 答案　B 解析　选项 A，Na2CO3 粉末可以与稀硫酸等反应获取 CO2；选项 B，长时间煮沸得到的 是 Fe(OH)3 沉淀；选项 C，加热 NH4HCO3 得到 CO2、NH3、H2O 的混合气体，将混合气体通 过碱石灰除去 CO2 和 H2O 即可得到 NH3；选项 D，加热蒸发 MgCl2 溶液制取无水 MgCl2，需 要防止 Mg2＋的水解，故需要在氯化氢的气氛中进行，D 项正确。 2．如图各相应仪器中加入的试剂，可用于制取、净化、收集的气体是(　　) 气体 a b c A H2 稀硫酸 锌粒 浓硫酸B Cl2 浓盐酸 高锰酸钾 浓硫酸 C C2H2 食盐水 电石 硫酸铜溶液 D O2 过氧化氢 二氧化锰 浓硫酸 答案　D 解析　氢气、乙炔应该分别用向下排空气法和排水法收集，故 A、C 项错误；氯气中的 氯化氢气体不能用浓硫酸除去，B 项错误；D 项中氧气的制取、净化、收集均正确。 3．六价铬有毒，而 Cr3＋相对安全。工业含铬(CrO3)废渣无害化处理的方法之一是干法解 毒，用煤不完全燃烧生成的 CO 还原 CrO3。在实验室中模拟这一过程的装置如图所示，CO 由甲酸脱水制得；实验结束时熄灭酒精灯的顺序是(　　) A．Ⅲ、Ⅰ、Ⅳ B．Ⅰ、Ⅲ、Ⅳ C．Ⅲ、Ⅳ、Ⅰ D．Ⅰ、Ⅳ、Ⅲ 答案　A 解析　CO 由甲酸脱水制得，一氧化碳是有毒气体，不能直接排放到空气中，最后需要点 燃除去，Ⅲ装置中发生的反应是 CO 还原 CrO3，需要冷却后再停止通一氧化碳气体，防止还 原产物被氧化，所以熄灭酒精灯的顺序是先熄灭Ⅲ，再熄灭Ⅰ，最后熄灭Ⅳ，故选 A。 4．在实验室进行物质制备，下列从原料及试剂到制取相应的最终产物的设计合理的是 (　　) A．C ― ― →在空气中点燃 CO ― ― →CuO， △ CO2 ― ― →NaOH 溶液 Na2CO3 B．Cu ― ― →AgNO3 溶液 Cu(NO3)2 溶液 ― ― →NaOH 溶液 Cu(OH)2C．Fe ― ― →点燃 Fe2O3 ― ― →H2SO4 溶液 Fe2(SO4)3 溶液 D．CaO ― ― →H2O Ca(OH)2 溶液 ― ― →Na2CO3 NaOH 溶液 答案　D 解析　A 项中，C 在空气中点燃，生成的产物为 CO、CO2，虽然 CO 中混有 CO2，但最 终并不影响 CO2 的制取，因反应难以控制生成 CO，所以不合理；B 项中，虽然原理上可行， 但硝酸银的成本太高，经济上不可行；C 项中，铁在氧气中点燃，通常只能得到四氧化三铁， 而得不到三氧化二铁，理论上不正确；D 项中，利用生石灰与水反应生成的熟石灰与碳酸钠 反应制烧碱，是实验室获得少量的烧碱的方法，可行。 5．某课外实验小组设计的下列实验合理的是(　　) A B C D 用铜与浓硫酸反应 制备 SO2 制备少量氨气 制备并收集少量 NO2 气体 制备少量氧气 答案　B 解析　A 项，铜与浓硫酸反应需要加热，错误；C 项，二氧化氮气体与水反应不能用排 水法收集，错误；D 项，Na2O2 溶于水，不能控制反应的停止，错误。 6．下列制取 SO2、验证其漂白性、收集并进行尾气处理的装置和原理能达到实验目的的 是(　　) 　　　　 　　　　 A.制取 SO2 B.验证漂白性 C.收集 SO2 D.尾气处理 答案　B 解析　铜片和稀硫酸不反应，无法制备 SO2，A 错误；SO2 能使品红溶液褪色，因此可以 验证 SO2 的漂白性，B 正确；SO2 密度比空气大，用排空气法收集 SO2 时，导气管应“长进 短出”，C 错误；SO2和饱和 NaHSO3溶液不反应，因此 NaHSO3溶液不能作为吸收液，可用 NaOH 溶液，D 错误。 7．下列实验操作能达到实验目的的是(　　)实验目的 实验操作 A 制备 Fe(OH)3 胶体 将 NaOH 浓溶液滴加到饱和 FeCl3溶液中 B 由 MgCl2 溶液制备无水 MgCl2 将 MgCl2 溶液加热蒸干 C 除去 Cu 粉中混有的 CuO 加入稀硝酸溶解，过滤、洗涤、干燥 D 比较水与乙醇中氢的活泼性 分别将少量钠投入到盛有水和乙醇的烧 杯中 答案　D 解析　制备 Fe(OH)3 胶体时，应将饱和 FeCl3 溶液滴入沸水中，A 项不能达到实验目的； 将 MgCl2 溶液加热蒸干将得到 Mg(OH)2，欲得到无水 MgCl2，应在氯化氢气流中加热蒸干，B 项不能达到实验目的；向混有 CuO 的 Cu 粉中加入稀 HNO3，Cu 也会与 HNO3 发生反应，C 项不能达到实验目的。 8．可用如图装置进行制取(必要时可加热)、净化、收集气体的实验是(　　) A．铜和稀硝酸制一氧化氮 B．氯化钠与浓硫酸制氯化氢 C．锌和稀硫酸制氢气 D．硫化亚铁与稀硫酸制硫化氢 答案　B 解析　从题给的装置看所制取的气体应具备下列特点：①可用浓 H2SO4 干燥(即不与浓 H2SO4 反应)，②能用排空气法收集且密度比空气大，因此应选 B。9．常温下，使用下图的实验装置和表中所给的试剂制取并收集不同气体，能达到实验目 的的是(　　) 选项 甲 乙 丙 制取气体 A 浓盐酸 MnO2 饱和食盐水 Cl2 B 浓氨水 碱石灰 浓硫酸 NH3 C 浓硝酸 Cu 浓硫酸 NO2 D 70%硫酸 Na2SO3 — SO2 答案　D 解析　A 项，浓盐酸和 MnO2 反应制取 Cl2，需要在加热条件下才能反应；B 项，NH3 不 能用浓硫酸干燥；C 项，NO2 的密度比空气的密度大，用向上排空气法收集，而图示中丁为 向下排空气法；D 项，硫酸和 Na2SO3 反应生成 SO2，SO2 用向上排空气法收集(丙)，用 NaOH 溶液吸收尾气，丁防倒吸。 10．工业上以粗盐(含 Ca2＋、Mg2＋、SO 2－4 等杂质)为主要原料，采用“侯氏制碱法”生 产纯碱和化肥 NH4Cl，实验室模拟工艺流程如图甲所示。下列说法正确的是(　　)A．饱和食盐水中先通入的气体为 CO2 B．流程图中的“系列操作”中一定需要使用玻璃棒 C．如图乙所示装置可以比较 Na2CO3 和 NaHCO3 晶体的热稳定性 D．对粗盐溶液除杂可依次加入过量 NaOH、Na2CO3、BaCl2 溶液，过滤后再加入盐酸调 节溶液的 pH 答案　B 解析　A 项，二氧化碳在水中溶解度较小，氨气溶解度较大，故应先通入氨气，使溶液 为碱性溶液，再通入二氧化碳，可以达到实验目的，错误；B 项，从溶液中得到固体，需要 加热浓缩、冷却结晶、过滤等操作，因此流程图中的“系列操作”中一定需要玻璃棒搅拌、 引流等，正确；C 项，Na2CO3 加热不易分解，NaHCO3 晶体加热容易分解，故小试管中盛放 NaHCO3，大试管中盛放 Na2CO3，图中放反，错误；D 项，除去粗盐中的 Ca2＋、Mg2＋、SO 2－4 及泥沙，可以加过量 BaCl2 除去 SO2－4 ，然后加 NaOH 除去 Mg2＋，用 Na2CO3 除去 Ca2＋和过 量的 Ba2＋，盐酸要放在最后，来除去过量的 NaOH 和 Na2CO3，错误。 二、非选择题 11．铁及其化合物在日常生产生活中用途广泛。利用 FeSO4 制备还原铁粉的工业流程如 下：实验室中可用 FeSO4(用铁粉和稀硫酸反应制得)和 NH4HCO3 在如下装置模拟上述流程中 的“转化”环节。 (1)装置 A 的名称是__________，装置 B 中盛放的物质是________，NH4HCO3 盛放在装 置________中。 (2)实验过程中，欲将生成的 FeSO4 溶液和 NH4HCO3 溶液混合，操作方法是 ___________________________________________________________________， 发生主要反应的离子方程式为 _________________________________________________________________。 FeSO4 溶液要现用现配制的原因是______________________，检验久置的 FeSO4 是否变 质的方法是 _______________________________________________________________。 (3)干燥过程主要目的是脱去游离水，过程中会有少量 FeCO3 在空气中被氧化为 FeOOH， 该反应的化学方程式为______________________________， 取干燥后的 FeCO3 样品 12.49 g，与碳混合后焙烧，最终得到还原铁粉 6.16 g，计算样品 中杂质 FeOOH 的质量：________g。 答案　(1)分液漏斗　铁粉　C (2)(待 D 处的气体纯净后)关闭活塞 3，打开活塞 2　Fe2＋＋2HCO－3 ===FeCO3↓＋CO2↑＋ H2O(或 Fe2＋＋HCO－3 ===FeCO3↓＋H＋、HCO－3 ＋H＋===CO2↑＋H2O)　亚铁离子易被氧化　 取样品配成溶液，取少量溶液于试管中，再向试管中加入 KSCN 溶液，观察是否显血红色(合 理答案即可) (3)4FeCO3＋O2＋2H2O===4FeOOH＋4CO2　0.89解析　(1)装置 A 是分液漏斗，盛放稀硫酸，装置 B 中盛放铁粉，稀硫酸与铁粉反应生成 H2 和 FeSO4。装置 C 中盛放 NH4HCO3。 (2)检验 D 处氢气已纯净时，表明装置中空气已排尽，关闭活塞 3，打开活塞 2，在氢气 作用下将 FeSO4 溶液压入 C 中发生反应。FeSO4 具有还原性，易被 O2 氧化，故 FeSO4 溶液要 现用现配。用 KSCN 溶液检验久置的 FeSO4 是否变质。 (3)FeCO3、H2O、O2 反应生成 FeOOH 和 CO2。设干燥后的 FeCO3 样品中 FeCO3、FeOOH 的物质的量分别为 x、y，则 x×116 g·mol－1＋y×89 g·mol－1＝12.49 g,56 g·mol－1×(x＋y)＝6.16 g，解得：x＝0.1 mol，y＝0.01 mol，故 m(FeOOH)＝0.89 g。 12．焦亚硫酸钠(Na2S2O5)在医药、橡胶、印染、食品等方面应用广泛。回答下列问题： (1)生产 Na2S2O5，通常是由 NaHSO3 过饱和溶液经结晶脱水制得。写出该过程的化学方 程式：__________________________________。 (2)利用烟道气中的 SO2 生产 Na2S2O5 的工艺为： ①pH＝4.1 时，Ⅰ中为________溶液(写化学式)。 ②工艺中加入 Na2CO3 固体，并再次充入 SO2 的目的是 ______________________________。 答案　(1)2NaHSO3===Na2S2O5＋H2O (2)①NaHSO3　②得到 NaHSO3 过饱和溶液 解析　(1)亚硫酸氢钠过饱和溶液经结晶脱水生成焦亚硫酸钠，根据原子守恒可知反应的 方程式为 2NaHSO3===Na2S2O5＋H2O。 (2)①碳酸钠饱和溶液吸收 SO2 后的溶液显酸性，说明生成物是酸式盐，即Ⅰ中为 NaHSO3 溶液。②要制备焦亚硫酸钠，需要制备亚硫酸氢钠过饱和溶液，因此工艺中加入碳酸钠固体、 并再次充入二氧化硫的目的是得到 NaHSO3 过饱和溶液。 13．Li4Ti5O12 和 LiFePO4 都是锂离子电池的电极材料，可利用钛铁矿(主要成分为FeTiO3，还含有少量 MgO、SiO2 等杂质)来制备。工艺流程如下： 回答下列问题： (1)“酸浸”实验中，铁的浸出率结果如下图所示。由图可知，当铁的浸出率为 70%时， 所采用的实验条件为__________________。 (2)“酸浸”后，钛主要以 TiOCl 2－4 形式存在，写出相应反应的离子方程式： _________________________________________________________________。 (3)TiO2·xH2O 沉淀与双氧水、氨水反应 40 min 所得实验结果如下表所示： 温度/℃ 30 35 40 45 50 TiO2·xH2O转化率/% 92 95 97 93 88 分析 40 ℃时 TiO2·xH2O 转化率最高的原因： ____________________。 (4)Li2Ti5O15 中 Ti 的化合价为＋4，其中过氧键的数目为________。 (5)若“滤液②”中 c(Mg2＋)＝0.02 mol·L－1，加入双氧水和磷酸(设溶液体积增加 1 倍)， 使Fe 3＋恰好沉淀完全即溶液中c(Fe 3＋)＝1.0×10－5 mol·L－1，此时是否有Mg 3(PO4)2沉淀生成？ _______________________________________________________________(列式计算)。FePO4、Mg3(PO4)2 的 Ksp 分别为 1.3×10－22、1.0×10－24。 (6)写出“高温煅烧②”中由 FePO4 制备 LiFePO4 的化学方程式： ___________________________________________________________。 答案　(1)100 ℃、2 h,90 ℃、5 h (2)FeTiO3＋4H＋＋4Cl－===Fe2＋＋TiOCl2－4 ＋2H2O (3)低于 40 ℃，TiO2·xH2O 转化反应速率随温度升高而增加；超过 40 ℃，双氧水分解与 氨气逸出导致 TiO2·xH2O 转化反应速率下降　(4)4 (5)Fe3＋恰好沉淀完全时，c(PO3－4 )＝1.3 × 10－22 1.0 × 10－5 mol·L－1＝1.3×10－17 mol·L－1，c3(Mg2 ＋)·c2(PO3－4 )值为 0.013×(1.3×10－17)2≈1.7×10－40< Ksp[Mg3(PO4)2]，因此不会生成 Mg3(PO4)2 沉淀 (6)2FePO4＋Li2CO3＋H2C2O4 ===== 高温 2LiFePO4＋3CO2↑＋H2O 解析　(1)根据图像分析，当铁的浸出率为 70%时，所采用的实验条件为 100 ℃、2 h,90 ℃、 5 h。 (2)“酸浸”时，发生反应的离子方程式为 FeTiO3＋4H＋＋4Cl－===Fe2＋＋TiOCl2－4 ＋ 2H2O。 (3)当温度低于 40 ℃时，H2O2、NH3·H2O 不易分解，但是温度低，反应速率慢，TiO2·xH2O 转化率低；当温度高于 40 ℃时，H2O2 分解，NH3 逸出，反应物浓度降低，反应速率下降， TiO2·xH2O 的转化率低。 (4)设 Li2Ti5O15 中过氧键的数目为 x，则非过氧键氧原子数目为 15－2x，根据化合物中各 元素正、负化合价代数和为零可得：2x＋2×(15－2x)＝1×2＋4×5，解得：x＝4。 (5)根据 Ksp(FePO4)＝1.3×10－22 及 Fe3＋恰好完全沉淀时溶液中 c(Fe3＋)＝1.0×10－5 mol·L －1，可得 c(PO3－4 )＝1.3 × 10－22 1.0 × 10－5 mol·L－1＝1.3×10－17 mol·L－1。c(Mg2＋)＝0.02 2 mol·L－1＝ 0.01 mol·L－1，则 c3(Mg2＋)·c2(PO3－4 )＝0.013×(1.3×10－17)2＝1.69×10－40≈1.7×10－40＜ Ksp[Mg3(PO4)2]＝1.0×10－24，因此不会生成 Mg3(PO4)2 沉淀。 (6)煅烧过程中，Fe 元素化合价由＋3 降至＋2，被还原，则 H2C2O4 应作还原剂，其氧化产物为CO 2，反应的化学方程式为2FePO4＋Li2CO3＋H2C2O4 ===== 高温 2LiFePO4＋3CO2↑＋H2O。 14．氮的氧化物(NOx)是大气污染物之一，工业上在一定温度和催化剂条件下用 NH3 将 NOx 还原生成 N2。某同学在实验室中对 NH3 与 NO2 反应进行了探究。回答下列问题： (1)氨气的制备 ①氨气的发生装置可以选择上图中的________，反应的化学方程式为 ______________________________。 ②欲收集一瓶干燥的氨气，选择上图中的装置，其连接顺序为：发生装置→________(按 气流方向，用小写字母表示)。 (2)氨气与二氧化氮的反应 将上述收集到的 NH3 充入注射器 X 中，硬质玻璃管 Y 中加入少量催化剂，充入 NO2(两 端用夹子 K1、K2 夹好)。在一定温度下按图示装置进行实验。 操作步骤 实验现象 解释原因 打开 K1，推动注 射器活塞，使 X 中的气体缓慢通 入 Y 管中 ①Y 管中 ________________ ②反应的化学方程式： ___________________将注射器活塞退 回原处并固定，待 装置恢复到室温 Y 管中有少量水珠 生成的气态水凝聚 打开 K2 ③_________________ ④__________________ 答案　(1)①A　2NH4Cl＋Ca(OH)2 ===== △ 2NH3↑＋CaCl2＋2H2O(或 B　NH3·H2O ===== △ NH3↑＋H2O) ②dcfei (2)①红棕色气体慢慢变浅　②8NH3＋6NO2 ===== 催化剂 7N2＋12H2O　③Z 中 NaOH 溶液产生 倒吸现象　 ④反应后气体分子数减少，Y 管中压强小于外压 解析　(1)①制备氨气，可用 Ca(OH)2(s)和 NH4Cl(s)混合加热，可选用装置 A；也可采用 加热浓氨水的方法，此时可选用装置 B。②欲得到干燥的氨气，首先要干燥(干燥管要大口进 气，小口出气)，其次要收集(氨气密度比空气小，要用向下排空气法)，最后为尾气处理(因氨 气极易溶于水，要用防倒吸的 F 装置)。 (2)NH3 和 NO2 在催化剂、一定温度下可发生反应，故 Y 管中红棕色气体慢慢变浅；由化 学方程式 8NH3＋6NO2 ===== 催化剂 7N2＋12H2O 可以得出，反应后气体分子数减少，压强减小，故 打开 K2 后，Z 中 NaOH 溶液会产生倒吸现象。 15．二氯化二硫(S2Cl2)在工业上用于橡胶的硫化，查阅相关资料得到如下信息： ①干燥的氯气与硫在 110～140 ℃下反应可得 S2Cl2，S2Cl2 在 300 ℃以上完全分解。 ②S2Cl2 常温下为红棕色液体，沸点为 137 ℃；S2Cl2 遇水生成 HCl、SO2、S。 ③S 的熔点为 112.8 ℃，沸点为 444.6 ℃。 某班同学在实验室制备 S2Cl2 并探究其性质，回答下列问题： (一)氯气的制备(1)氯气的发生装置可以选择图甲中的________(填字母)，反应的化学方程式为 __________________________________________。 (2)欲收集一瓶干燥的氯气，选择图甲中的装置，其连接顺序为：发生装置 →______________________(按气流方向，用小写字母表示)。 (二)S2Cl2 的制备 将上述收集到的氯气通入图乙装置，在一定温度下进行实验。 (3)证明实验中有 S2Cl2 生成的现象是__________________。若加热 G 时温度过高，在 X 中可能出现的现象是______________。 (4)Z 中的试剂名称是________，如果没有 Z 装置，可能造成的不良影响有 ___________________________________________________________________。 (三)S2Cl2 的性质探究 (5)取少量(二)中制得的 S2Cl2 于锥形瓶中，滴加足量 NaOH 溶液，发生反应的离子方程式 为________________________________。若要检验反应后的溶液中存在 Cl－，在滴加硝酸和 硝酸银溶液之前，必须进行的操作是 _________________________________________________________________。答案　(1)A(或 B)　MnO2＋4HCl(浓) ===== △ MnCl2＋Cl2↑＋2H2O[或 2KMnO4＋ 16HCl(浓)===2KCl＋2MnCl2＋5Cl2↑＋8H2O] (2)e→f→c→d→h→g→i (3)Y 中出现红棕色液体　有淡黄色固体沉积 (4)碱石灰(或氧化钙、生石灰)　空气中的水蒸气进入 Y 中使 S2Cl2 变质；残余 Cl2 逸散到 空气中造成污染 (5)2S2Cl2＋6OH－===SO2－3 ＋3S↓＋4Cl－＋3H2O　取适量上层清液于试管中，滴加足量 Ba(NO3)2 溶液，过滤 解析　(1)实验室中用浓盐酸与二氧化锰在加热条件下制备氯气(或用高锰酸钾氧化浓盐 酸的方法)，所以选择装置 A(或 B)，发生的反应为 MnO2＋4HCl(浓) ===== △ MnCl2＋Cl2↑＋ 2H2O[或 2KMnO4＋16HCl(浓)===2KCl＋2MnCl2＋5Cl2↑＋8H2O]。 (2)用 A(或 B)制取的氯气中含有氯化氢和水蒸气，先用饱和食盐水除去氯气中的氯化氢， 再用浓硫酸进行干燥，因为氯气的密度比空气大，收集氯气用向上排空气法，为防止逸出的 氯气污染大气，用氢氧化钠溶液吸收尾气，所以装置的连接顺序为 e→f→c→d→h→g→i。 (3)S2Cl2 常温下是红棕色液体，若 Y 中出现红棕色液体，证明有 S2Cl2 生成；由信息①可 知 S2Cl2 在 300 ℃以上完全分解，所以加热 G 时温度过高会在 X 中有淡黄色固体硫沉积。 (4)S2Cl2 遇水生成 HCl、SO2、S，在 Y 中的 S2Cl2 易与空气中扩散过来的水蒸气反应而变 质，且未反应的氯气逸出会污染空气，所以装置 Z 中盛装碱石灰可解决上述问题。 (5)S2Cl2 遇水生成 HCl、SO2、S，HCl、SO2 再与氢氧化钠反应生成氯化钠、亚硫酸钠和 水，所以 S2Cl2 与 NaOH 溶液反应的离子方程式为 2S2Cl2＋6OH－===SO2－3 ＋3S↓＋4Cl－＋ 3H2O；用硝酸和硝酸银检验溶液中 Cl－的存在，则需除去还原性离子 SO 2－3 的干扰，所以， 加硝酸和硝酸银溶液前，可先加 Ba(NO3)2 溶液除去 SO2－3 ，再将溶液进行过滤。 考点 35　实验方案的设计与评价 一、选择题 1．下列实验操作、实验现象和结论均正确的是(　　)选项 实验操作 实验现象 结论 A 向 AgNO3 溶液中加入过量氨水 有白色沉 淀生成　 Ag＋与 NH3·H2O 不能共存 B 向 2 mL 2%的 CuSO4 溶液中加 入 0.5 mL 1%的 NaOH 溶液，振 荡后滴加几滴 M 溶液，加热 未出现砖 红色沉淀 M 不属于醛类物质 C 向 NaAlO2 溶液中滴加饱和 NaHCO3 溶液 有白色沉 淀生成 验证两者都发生了水解 反应，且相互促进 D 向草酸溶液中滴加几滴紫色酸 性 KMnO4 溶液，振荡 溶液紫色 褪去 草酸具有还原性 答案　D 解析　向 AgNO3 溶液中加入过量氨水，先产生白色沉淀：Ag＋＋NH3·H2O===AgOH↓＋ NH＋4 ，后沉淀溶解：AgOH＋2NH3·H2O===[Ag(NH3)2]＋＋OH－＋2H2O，A 项错误；配制与醛 反应的 Cu(OH)2 时，NaOH 溶液要过量，B 项错误；AlO－2 和 HCO －3 的水解反应相互抑制，C 项错误；溶液紫色褪去，说明草酸将 KMnO4 还原，D 项正确。 2．对实验Ⅰ～Ⅳ的实验现象预测错误的是(　　)A．实验Ⅰ：液体分层，下层呈无色 B．实验Ⅱ：烧杯中先出现白色沉淀，后溶解 C．实验Ⅲ：试管中溶液变血红色 D．实验Ⅳ：放置一段时间后，饱和 CuSO4 溶液中出现蓝色晶体 答案　B 解析　苯的密度比水的密度小，振荡后静置，溶液分层，上层为 I2 的苯溶液，呈紫色， 下层为水层，呈无色，A 项正确；NH3 通入 AlCl3 溶液产生 Al(OH)3 沉淀，而 Al(OH)3 沉淀 不溶于氨水，B 项错误；Fe3＋遇 SCN－变血红色，C 项正确；CaO 吸收水，饱和 CuSO4 溶液 中溶剂水减少，溶液中有晶体析出，D 项正确。 3．安全是顺利进行实验及避免伤害的保障。下列实验操作正确且不是从实验安全角度考 虑的是(　　) A．操作①：使用稍浸入液面下的倒扣漏斗检验氢气的纯度 B．操作②：使用 CCl4 萃取溴水中的溴时，振荡后需打开活塞使分液漏斗内气体放出 C．操作③：吸收氨气或氯化氢气体并防止倒吸 D．操作④：用食指顶住瓶塞，另一只手托住瓶底，把瓶倒立，检查容量瓶是否漏水 答案　D 解析　A 项，该装置可以防止点燃不纯氢气时发生爆炸，该操作是从安全角度考虑的；B 项，打开活塞使分液漏斗内气体放出以防止分液漏斗内压强过大引起危险，该操作是从安全 角度考虑的；C 项，水层在下层不能防止倒吸，应该使用四氯化碳和水，该操作不正确；D 项，检查容量瓶是否漏水操作正确，但这不是从实验安全角度考虑的。本题选 D。 4．下列实验的试剂、装置选用不合理的是(　　)选项 实验目的 试剂 装置 A 除去 Cl2 中少量的 HCl、H2O 试剂 a 为饱和氯化钠溶 液 甲 B 除去 NH3 中少量 H2O 试剂 b 为无水氯化钙 乙 C 除去 H2 中少量的 CO2、H2O 试剂 b 为碱石灰 乙 D 除去 N2 中少量的 O2 足量的铜网 丙 答案　B 解析　明确“被提纯气体”与“杂质气体”→分析“被提纯气体”与“杂质气体”的化 学性质异同→根据“除杂必尽”“被提纯气体不消耗”“不引入新杂质”的原则，选择合适 的除杂试剂→依据除杂试剂的状态及反应条件选择合适的装置。A 项正确，甲装置中饱和氯 化钠溶液可除去 HCl，浓硫酸可除去 H2O；B 项错误，干燥管中的无水氯化钙在除去水的同 时也会吸收 NH3 生成络合物；C 项正确，干燥管中碱石灰的主要成分为生石灰与氢氧化钠， 可除去 CO2 和 H2O；D 项正确，丙装置中的铜网可除去 O2。 5．下列实验方案中，不能达到实验目的的是(　　) 选项 实验目的 实验方案 A 证明氧化性：H2O2 比 Fe3＋强 用硫酸酸化的 H2O2 溶液滴入 Fe(NO3)2 溶液中，溶液变黄色 B 鉴别溴蒸气和 NO2 分别通入硝酸银溶液中，产生淡黄 色沉淀的是溴蒸气C 证明盐类水解是吸热反 应 在醋酸钠溶液中滴入酚酞试液，加 热后红色加深 D 证明难溶物存在沉淀溶 解平衡 往黄色固体难溶物 PbI2 中加水，振 荡，静置。取上层清液，然后加入 NaI 固体，产生黄色沉淀 答案　A 解析　在酸性条件下，NO－3 表现强氧化性，也会把 Fe2＋氧化为 Fe3＋，所以不能证明 H2O2 的氧化性比 Fe3＋强。 6．实验室用 H2 还原 WO3 制备金属 W 的装置如图所示(Zn 粒中往往含有硫等杂质，焦性 没食子酸溶液用于吸收少量氧气)。下列说法正确的是(　　) A．①、②、③中依次盛装 KMnO4 溶液、浓 H2SO4、焦性没食子酸溶液 B．管式炉加热前，用试管在④处收集气体并点燃，通过声音判断气体纯度 C．结束反应时，先关闭活塞 K，再停止加热 D．装置 Q(启普发生器)也可用于二氧化锰与浓盐酸反应制备氯气 答案　B 解析　若③中为焦性没食子酸溶液，则进入④中的气体还会有水蒸气，A 错误；若在④ 处收集气体点燃，发出“噗”声，则证明制取的氢气较纯，可以加热管式炉，B 正确；为了 防止生成的 W 被氧化，反应结束时应先停止加热，待管式炉冷却后再关闭活塞 K，C 错误； 二氧化锰与浓盐酸反应制取氯气需要加热，而启普发生器不能加热，D 错误。 7．K2Cr2O7 溶液中存在平衡：Cr2O2－7 (橙色)＋H2O2CrO2－4 (黄色)＋2H＋。用 K2Cr2O7溶液进行下列实验： 结合实验，下列说法不正确的是(　　) A．①中溶液橙色加深，③中溶液变黄 B．②中 Cr2O 2－7 被 C2H5OH 还原 C．对比②和④可知 K2Cr2O7 酸性溶液氧化性强 D．若向④中加入 70% H2SO4 溶液至过量，溶液变为橙色 答案　D 解析　④中存在 C2H5OH，溶液变为酸性后，K2Cr2O7 的氧化性增强，会将 C2H5OH 氧化， 溶液变成绿色。 8．某同学将光亮的镁条放入盛有 NH4Cl 溶液的试管中，有大量气泡产生。为探究该反 应原理，该同学做了以下实验并观察到相关现象，由此得出的结论不合理的是(　　) 选项 实验及现象 结论 A 将湿润的红色石蕊试纸放在试管口，试纸变 蓝 反应中有 NH3 产生 B 收集产生的气体并点燃，火焰呈淡蓝色 反应中有 H2 产生 C 收集气体的同时测得溶液的 pH 为 8.6 弱碱性溶液中 Mg 也可被氧 化 D 将光亮的镁条放入 pH 为 8.6 的 NaHCO3 溶 液中，有气泡产生 弱碱性溶液中 OH－氧化了 Mg答案　D 解析　NH4Cl 溶液中存在平衡：NH＋4 ＋H2ONH3·H2O＋H＋，镁条与 H＋反应生成 H2， 同时平衡正向移动，溶液由弱酸性逐渐变为弱碱性，NH3·H2O 浓度变大，分解产生 NH3，A、 B、C 项均合理；pH＝8.6 的 NaHCO3 溶液中存在 HCO－3 CO2－3 ＋H＋，Mg 与 H＋仍可反应 产生 H2，D 项不合理。 9．用如图所示装置进行下列实验：将①中溶液滴入②中，预测的现象与实际相符的是(　　) 选项 ①中物质 ②中物质 预测②中的现象 A 浓盐酸 MnO2 产生黄绿色气体 B 浓硝酸 用砂纸打磨过的铝 条 产生红棕色气体 C 酸化的 FeCl2 溶 液 H2O2 溶液 溶液变成棕黄色，有气 泡产生 D Fe2(SO4)3 溶液 铜粉 溶液变蓝色、有黑色固 体产生 答案　C 解析　制氯气需要加热，A 错误；铝条会在浓硝酸中钝化，不能生成红棕色气体，B 错 误；FeCl2 被 H2O2 氧化成 FeCl3 后溶液呈棕黄色，FeCl3 又成为 H2O2 分解的催化剂，分解出氧 气从而出现气泡，C 正确；Fe2(SO4)3 氧化铜粉后生成的铜离子使溶液呈现蓝色，但是铜无法 将铁离子还原为铁单质，所以不会出现黑色粉末，D 错误。10．下列根据实验操作和现象所得出的结论正确的是(　　) 选项 实验操作 实验现象 结论 A 将硫的酒精溶液滴入一定 量的热水中得微蓝色透明 液体，用激光笔照射 有丁达尔效应 微蓝色液体为胶体 B 将 FeSO4 高温强热，得红色 固体，产生的气体通入 BaCl2 溶液 产生白色沉淀　 白色沉淀为 BaSO4和 BaSO3 C 将气体 X 分别通入品红溶 液和酸性高锰酸钾溶液 两溶液均褪色 X 可能是乙烯 D 向溶液 Y 中滴加稀硝酸， 再滴加 BaCl2 溶液 有白色沉淀生成　 Y 中一定含有 SO2－4 答案　A 解析　A 项，只有胶体具有丁达尔效应，正确；B 项，将 FeSO4 高温强热，可生成二氧 化硫和三氧化硫气体，二氧化硫与氯化钡不反应，得到的沉淀只有硫酸钡，错误；C 项，乙 烯不能使品红溶液褪色，气体可能为二氧化硫，错误；D 项，生成的沉淀也可能是 AgCl，如 检验是否含有 SO2－4 ，应先加入盐酸，再加入氯化钡进行检验，错误。 11．利用下列实验装置及药品能完成相应实验的是(　　)A．甲用于证明非金属性强弱：Cl>C>Si B．乙用于分离 I2 和 NH4Cl C．丙用于测定某 NaOH 溶液的浓度 D．丁装置能组成 Cu­Zn 原电池 答案　D 解析　A 项，该装置可证明氯化氢的酸性大于碳酸的酸性，但氯化氢不是氯的最高价含 氧酸，所以不能证明非金属性：Cl>C，且氯化氢可挥发，挥发的氯化氢也可与硅酸钠溶液反 应生成硅酸沉淀，不能证明碳酸的酸性大于硅酸，错误。B 项，氯化铵加热可分解成氯化氢 和氨气，遇冷又重新结合为氯化铵，碘加热升华，遇冷又会变为固体，所以不能分离碘和氯 化铵的混合物，错误。C 项，氢氧化钠溶液中没有加指示剂，无法判断滴定终点，错误。D 项，该原电池中，锌为负极，锌失电子变为锌离子，铜为正极，氢离子得电子转化为氢气， 正确。 二、非选择题 12．天然大理石通常含有 Fe2O3 等杂质，工业上用大理石作原料时需要提纯，某研究性 学习小组在老师的指导下，对大理石进行了提纯，设计了如下的实验步骤：请回答下列问题： (1)溶解大理石时，用硝酸而不用硫酸的原因是 ___________________________________________________________________。 (2)使用试剂 A(溶质是共价化合物)调节 pH 的目的是让溶液中 Fe3＋沉淀完全，则试剂 A 是________，试剂 C 为铵的正盐，则 C 是________。 (3)操作Ⅰ的名称是________，该操作中用到玻璃棒，玻璃棒在该实验中的作用是________。 (4)检验溶液 B 中是否含铁离子的操作方法是_ ______________________________________________________________。 (5)为了分析大理石中铁元素的含量，准确称取大理石，然后再将不溶物 E 预处理，使铁元素转化为 Fe2＋，再用 KMnO4 标准溶液在酸性条件下进行氧化还 原滴定，反应的离子方程式是 5Fe2＋＋MnO－4 ＋8H＋===5Fe3＋＋Mn2＋＋4H2O。 ①滴定前是否要滴加指示剂？________(填“是”或“否”)，请说明理由： _____________________________________________。 ②滴定时用________(填仪器编号)盛装 KMnO4 标准溶液。若滴定前滴定管尖 嘴中有气泡，滴定后气泡消失，则测定结果________(填“偏高”“偏低”或“不变”)。 答案　(1)硫酸钙微溶于水，会覆盖在大理石表面，阻止反应持续进行　(2)氨水　碳酸铵　 (3)过滤　引流 (4)取少量溶液 B，向其中加入硫氰化钾溶液，溶液不变红，说明溶液 B 中不含 Fe3＋，溶 液变红，说明溶液 B 中含 Fe3＋　 (5)①否　KMnO4 溶液的紫色可指示反应终点　②a　偏高 解析　(1)大理石的主要成分为碳酸钙，硝酸和碳酸钙反应生成的硝酸钙易溶于水，硫酸 和碳酸钙反应生成的硫酸钙微溶于水，不利于实验进行。 (2)使用试剂 A 调节 pH 的目的是让溶液中 Fe3＋沉淀完全，可以分析得出试剂 A 应该是引 入了 OH－，生成了氢氧化铁沉淀，又由于试剂 A 溶质是共价化合物，便可以分析得出为氨水。 (3)固液分离用到的最常见的方法是过滤，溶液过滤要用玻璃棒进行引流。(4)Fe3＋遇到 KSCN 溶液生成红色络合物，溶液显红色。 (5)MnO －4 的紫色可指示反应终点，当滴定到终点时不再有 Fe2＋与 MnO －4 反应，溶液显 浅紫色。酸性 KMnO4 具有强氧化性，应该用酸式滴定管。气泡消失，测量的体积变大，所以 得到的数值会偏高。 13．某学习小组欲从含有 [Cu(NH3)4]SO4、乙醇和氨水的实验室废液中分离乙醇并制备硫酸铜铵[CuSO4·(NH4)2SO4] 固体，完成了如下实验： 已知：[Cu(NH3)4]2＋＋4H＋===Cu2＋＋4NH＋4 请回答： (1)步骤①中，试剂 X 应采用________。 (2)甲、乙两同学取相同量的溶液 Y 分别进行蒸馏，收集到的馏出液体积相近，经检测， 甲同学的馏出液中乙醇的含量明显偏低，可能的原因是 ______________________________________。 (3)设计实验方案验证硫酸铜铵固体中的 NH＋4 ______________________________________________________________________________。 答案　(1)硫酸 (2)加热温度偏高，馏出速度太快，冷却效果不好，造成乙醇损失 (3)取少量硫酸铜铵固体于试管中，加水溶解，再滴加足量的 NaOH 浓溶液，振荡、加热， 将湿润的红色石蕊试纸置于试管口，若观察到试纸变蓝，表明该固体中存在 NH＋4 解析　(1)根据题意，由含[Cu(NH3)4]SO4、乙醇和氨水的废液制备 CuSO4·(NH4)2SO4 固体， 需要加入硫酸，发生反应[Cu(NH3)4]2＋＋4H＋===Cu2＋＋4NH＋4 、NH3·H2O＋H＋===NH＋4 ＋ H2O。 14．水中的溶解氧是水生生物生存不可缺少的条件。某课外小组采用碘量法测定学校周边河水中的溶解氧。实验步骤及测定原理如下： Ⅰ.取样、氧的固定 用溶解氧瓶采集水样。记录大气压及水体温度。将水样与 Mn(OH)2 碱性悬浊液(含有 KI) 混合，反应生成 MnO(OH)2，实现氧的固定。 Ⅱ.酸化、滴定 将固氧后的水样酸化，MnO(OH)2 被 I－还原为 Mn2＋，在暗处静置 5 min，然后用标准 Na2S2O3 溶液滴定生成的 I2(2S2O2－3＋I2===2I－＋ S4O2－6)。 回答下列问题： (1)取水样时应尽量避免扰动水体表面，这样操作的主要目的是 ___________________________________________________________________。 (2)“氧的固定”中发生反应的化学方程式为__________________________。 (3)Na2S2O3 溶液不稳定，使用前需标定。配制该溶液时需要的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒、 试剂瓶和__________；蒸馏水必须经过煮沸、冷却后才能使用，其目的是杀菌、除________ 及二氧化碳。 (4)取 100.00 mL 水样经固氧、酸化后，用 a mol·L－1 Na2S2O3 溶液滴定，以淀粉溶液作指 示剂，终点现象为____________________________________________；若消耗 Na2S2O3 溶液 的体积为 b mL，则水样中溶解氧的含量为________mg·L－1。 (5)上述滴定完成时，若滴定管尖嘴处留有气泡会导致测定结果偏________(填“高”或 “低”)。 答案　(1)使测定值与水体中的实际值保持一致，避免产生误差 (2)O2＋2Mn(OH)2===2MnO(OH)2 (3)量筒　氧气 (4)蓝色刚好褪去且半分钟内不恢复原色　80ab (5)低 解析　(1)本实验为测定水样中的溶解氧，如果扰动水体表面，会增大水体与空气的接触 面积，增大氧气在水中的溶解量。避免扰动水体表面是为了使测定值与水体中的实际值保持一致，避免产生误差。 (2)由题意知，反应物为 O2 和 Mn(OH)2，生成物为 MnO(OH)2，因此该反应的化学方程式 为 O2＋2Mn(OH)2===2MnO(OH)2。 (3)配制溶液时还需要量筒量取液体体积；煮沸可以使蒸馏水中的氧气挥发，达到除去氧 气的目的。 (4)由于混合液中含有碘单质，加入淀粉时，溶液为蓝色；滴定时，Na2S2O3 与碘反应， 当碘恰好完全反应时，溶液蓝色刚好褪去，且半分钟内颜色不恢复。由各反应关系可建立如 下关系式：O2～2Mn(OH)2～2I2～4S2O2－3，由题意知，滴定消耗 Na2S2O3 的物质的量为 ab×10 －3 mol，因此 0.1 L 水样中溶解氧的物质的量＝ab 4 ×10－3 mol，质量为ab 4 ×10－3 mol×32 g·mol －1＝8ab×10－3 g＝8ab mg，即溶解氧的含量为 80ab mg·L－1。 (5)滴定完成时，滴定管尖嘴处留有气泡，会使最后的读数偏小，测得消耗 Na2S2O3 的体 积偏小，所以测量结果偏低。 15．某学习小组通过下列装置探究 MnO2 与 FeCl3·6H2O 能否反应产生 Cl2。 实验操作和现象如表： 实验编号 操作 现象 实验 1 按如图所示加热 MnO2与 FeCl3·6H2O 混合物 ①试管 A 中部分固体溶解，上方出 现白雾；②稍后，产生黄色气体， 管壁附着黄色液滴；③试管 B 中溶 液变蓝 实验 2 把 A 中的混合物换为 FeCl3·6H2O，B 中溶液换 A 中部分固体溶解，产生白雾和黄 色气体，B 中 KSCN 溶液变红为 KSCN 溶液，加热 回答下列问题： (1)上述实验中的白雾是________；试管 A 管口向上倾斜的原因是 ____________________________________。 (2)实验 2 说明黄色气体中含有 FeCl3，写出 FeCl3 使 KI­淀粉溶液变蓝的离子方程式： ________________________。 (3)为进一步确认黄色气体中含有 Cl2，该学习小组对实验 1 提出两种改进方案： 方案 1：在 A、B 间增加盛有某种试剂的洗气瓶 C，结果 B 中溶液仍变为蓝色。 方案 2：将 B 中 KI­淀粉溶液替换为 NaBr 溶液，结果 B 中溶液呈橙红色，且未检出 Fe2 ＋。 则方案1 C中盛放的试剂是____________，方案2中检验Fe 2＋的试剂是________________， 选择 NaBr 溶液的依据是______________________________________。 (4)实验 1 充分加热后，若反应中被氧化与未被氧化的氯元素质量之比为 1∶2，则 A 中发 生反应的化学方程式为________________________________________；其尾气处理的方法是 ________________________。 (5)该学习小组认为实验 1 B 中溶液变蓝，可能还有另外一种原因是 ________________________________。请你设计实验方案验证此猜想： ____________________________________________________________。 答案　(1)盐酸小液滴　使试管 A 中部分固体溶解在 FeCl3·6H2O 分解生成的水中形成溶 液 (2)2Fe3＋＋2I－===2Fe2＋＋I2 (3)饱和 NaCl 溶液　铁氰化钾溶液　Br－可以被 Cl2 氧化成 Br2，但不会被 Fe3＋氧化为 Br2 (4)MnO2＋2FeCl3·6H2O ===== △ Fe2O3＋MnCl2＋Cl2↑＋2HCl＋11H2O　将尾气通入到氢 氧化钠溶液中(5)实验未先赶出空气，其中的 O2在此条件下可能氧化 I－　向一试管中加入 KI­淀粉溶液， 再滴入几滴稀盐酸，在空气中放置，观察一段时间后溶液是否变蓝 解析　(1)FeCl3·6H2O 在加热时部分固体溶解在 FeCl3·6H2O 分解生成的水中形成溶液， 所以试管口应向上倾斜；溶解的 FeCl3 水解生成 HCl 气体，HCl 气体与水蒸气形成盐酸小液 滴，造成白雾现象。 (2)Fe3＋有氧化性，I－具有还原性，发生氧化还原反应：2Fe3＋＋2I－===2Fe2＋＋I2。 (3)为进一步确认气体中含有 Cl2，方案 1 中则需把 HCl、FeCl3 除去且不消耗 Cl2，所以加 一个饱和食盐水洗气瓶；方案 2 检验 Fe2＋的试剂是铁氰化钾溶液，选择溴化钠的依据为氧化 性：Cl2>Br2>Fe3＋，Cl2 能氧化 Br－而 Fe3＋不能氧化 Br－。 (4)对比实验 1 和 2，没有 MnO2 参加反应，就没有 Cl2 生成，所以 Fe3＋没有参加氧化还 原反应，涉及的化学反应方程式为 MnO2＋2FeCl3·6H2O ===== △ Fe2O3＋MnCl2＋Cl2↑＋2HCl＋ 11H2O(根据得失电子守恒和原子守恒配平)，尾气 Cl2 和 HCl 均与 NaOH 溶液反应，故选 NaOH 溶液处理尾气。 (5)实验 1 中 KI­淀粉溶液变蓝除了 Fe3＋和 Cl2 的性质外，那么考虑另一种氧化剂可能为 O2，在酸性条件下 O2 能将 I－氧化，即设计实验方案为在 KI­淀粉溶液中加入盐酸放置在空气 中，观察溶液颜色是否变蓝。 考点 36　原子结构与性质 一、选择题 1．下列元素中，基态原子的价电子排布式、电子排布式或价电子排布图不正确的是(　　) A．Al　3s23p1 B．As　[Ar]4s24p3 C．Ar　3s23p6 D．Ni　 答案　B 解析　B 项应为[Ar]3d104s24p3。2．下列关于电离能和电负性的说法不正确的是(　　) A．第一电离能的大小：Mg>Al B．锗的第一电离能大于碳而电负性小于碳 C．第二周期基态原子未成对电子数与 Ni 相同且电负性最小的元素是碳 D．F、K、Fe、Ni 四种元素中电负性最大的是 F 答案　B 解析　同周期元素，从左到右第一电离能呈增大趋势，但第ⅡA 族元素的第一电离能比 同周期第ⅢA 族元素的第一电离能大，A 正确；锗是金属元素而碳是非金属元素，第一电离 能小于碳，B 不正确；Ni 的价电子排布式为 3d84s2，未成对电子数为 2，第二周期未成对电 子数为 2 的元素有碳和氧，同周期元素从左到右电负性逐渐增大，则电负性：C③>②>① B．原子半径：④>③>②>① C．电负性：④>③>②>① D．最高正化合价：④>③＝②>① 答案　A 解析　由题中基态原子的电子排布式可知，①是 S，②是 P，③是 N，④是 F。P 原子的 3p 轨道处于半充满状态，比 S 原子稳定，笫一电离能比 S 大。原子半径：②>①>③>④；电 负性：④>③>①>②；最高正化合价：①>③＝②，F 无正价。 8．甲、乙两元素原子的 L 层电子数都是其他层电子总数的 2 倍。下列推断正确的是(　　) A．甲与乙位于同一周期 B．甲与乙位于同一主族 C．甲与乙都位于元素周期表的 p 区 D．甲与乙的原子序数之和为偶数答案　D 解析　甲和乙的电子层排布可能为 1s22s22p2 和 1s22s22p63s2，即为碳和镁元素，它们位于 不同的周期、不同的主族、不同的区域。 二、非选择题 9．按要求写出下列微粒的核外电子排布式： (1)基态镓(Ga)原子的电子排布式为________。 (2)基态氮原子的价电子排布式是________。 (3)氧元素基态原子核外未成对电子数为________个。 (4)将乙炔通入[Cu(NH3)2]Cl 溶液生成 Cu2C2 红棕色沉淀。Cu＋基态核外电子排布式为 ________。 (5)元素金(Au)处于周期表中的第六周期，与 Cu 同族，Au 原子最外层电子排布式为 ________。 (6)原子序数小于 36 的元素 Q 和 T，在周期表中既处于同一周期又位于同一族，且原子 序数 T 比 Q 多 2。T 的基态原子外围电子(价电子)排布为________，Q2＋的未成对电子数是 ________。 答案　(1)1s22s22p63s23p63d104s24p1 (或[Ar]3d104s24p1) (2)2s22p3 (3)2 (4)1s22s22p63s23p63d10(或[Ar]3d10) (5)6s1 (6)3d84s2　4 解析　(1)Ga 是 31 号元素，核外电子排布式为 1s22s22p63s23p63d104s24p1 或[Ar]3d104s24p1。 (2)基态氮原子的价电子排布式是 2s22p3，注意不要写成基态氮原子的电子排布式。 (3)氧元素基态原子的电子排布式是 1s22s22p4，据洪特规则可知，2p 轨道上有 2 个未成对电子。 (4)先写铜原子的核外电子排布式，再失电子。 (5)铜在周期表中位于第四周期ⅠB 族，金也属于ⅠB 族，最外层电子排布式为 6s1。 (6)位于同一周期、同一族的只能为Ⅷ族，原子序数小于 36 且 T 比 Q 多 2，则 T 为 28Ni、Q 为 26Fe，Fe2＋的价电子排布式为 3d6，d 能级共有 5 个轨道，电子排布是 1 双、4 单，即有 4 个未成对电子。 10．过渡元素 Ti、Mn、Fe 等可与 C、H、O 形成多种化合物。 (1)根据元素原子的外围电子排布的特征，可将元素周期表分成五个区域，其中 Ti 属于 ________区。 (2)Mn 和 Fe 的部分电离能数据如下表： 元素 Mn Fe I1 717 759 I2 1509 1561 电离能 (kJ·mol－1) I3 3248 2957 Mn 元素价电子排布式为________，气态 Mn2＋再失去一个电子比气态 Fe2＋再失去一个电 子难，其原因是 ________________________________________________________________。 (3)电镀厂排放的废水中常含有剧毒的 CN－，可在 TiO2 的催化下，先用 NaClO 将 CN－氧 化成 CNO－，再在酸性条件下将 CNO－继续氧化成 N2 和 CO2。请回答： ①H、C、N、O 四种元素的电负性由小到大的顺序为____________________。 ②与 CNO－互为等电子体的微粒的化学式为________(写出一种即可)。 答案　(1)d　(2)3d54s2　Mn2＋转化为 Mn3＋时，3d 能级由较稳定的 3d5 半充满状态转变为 不稳定的 3d4 状态(或 Fe2＋转化为 Fe3＋时，3d 能级由不稳定的 3d6 状态转变为较稳定的 3d5 半充满状态)　(3)①HH　②sp2、sp3　③C===O>C===N>C—N ④ 解析　(1)铁原子位于第四周期第Ⅷ族，能层序数等于周期序数，距离原子核越远的电子 具有的能量越高，即 Fe 原子的电子占据的能量最高的能层是 N 层，铁原子价电子排布式为 3d64s2，最外层有 2 个电子，第四周期过渡元素中和铁原子最外层电子数不同的是 Cr、Cu 元 素，二者的最外层只有 1 个电子。 (2)Fe2＋是由铁原子失去 4s 轨道的 2 个电子得到，故其核外电子排布式为 1s22s22p63s23p63d6，A 正确；铁元素位于第四周期第Ⅷ族，B 错误；每种元素都有特征的谱线， 铁丝可用于焰色反应中蘸取待测物，是因为铁的原子光谱并不在可见光区域，C 错误；CO 整 体显 0 价，化合物中元素化合价代数和为 0，因此 Fe 的化合价为 0，D 正确。 (3)①该化合物含有的主族元素是 H、C、O、N，元素的非金属性越强，电负性越大；同周期主族元素从左向右，元素的电负性逐渐增强，故电负性：O>N>C>H。②形成三个单键的 N 原子是形成了 3 个 σ 键，且含有 1 对孤电子对，则该 N 原子的杂化类型为 sp3；形成 4 个 键的 N 原子是形成 3 个 σ 键和 1 个 π 键，无孤电子对，则该 N 原子的杂化类型为 sp2。③C===O 和 C===N 对比，N 的原子半径大于 O，所以 C===N 键的键长大于 C===O 键，而键长越长， 键能越小，则键能：C===NC—N，故键能由大到小的顺序为 C===O>C===N>C—N。④N 原子的最外层有 5 个电 子，能形成 3 个共价键和 1 对孤电子对；C===N 键中的 N 与 Fe2＋之间形成配位键，N 提供孤 电子对，Fe 提供空轨道，C—N 键中的 N 原子带 1 个单位负电荷，与 Fe2＋之间形成离子键。 15．已知 A、B、C、D、E、F、G 为前四周期中的七种元素且原子序数依次增大，其中 A 的基态原子中没有成对电子；B 的基态原子中电子占据三种能量不同的原子轨道，且每种 轨道中的电子总数相同；C 原子核外成对电子数比未成对电子数多 1 个，其氢化物常用作制 冷剂；D 原子未成对电子数与周期数相同；在 E 元素所在周期中该原子的第一电离能最小；F 原子价电子排布式为 nsn－1npn＋1；G 原子有 6 个未成对电子。请回答下列问题： (1)G 元素基态原子的价电子排布式为____________。 (2)B、C、D 三种元素的最简单氢化物的键角由小到大的顺序为____________(填元素符 号)，常温下硬度最大的 B 单质、E2F、A2D 及 A2F 的沸点由高到低的顺序为________________(填 化学式)。 (3)D 元素与氟元素相比，电负性：D 元素________氟元素(填“>”“＝”或“H2S(3)Na2S>H2O>H2S。 (3)D 元素为氧元素，其电负性比氟小，b 项氟气从水中置换出氧气，说明氟的非金属性 强于氧，故其电负性大于氧，c 项根据 OF2 中氧显正价、氟显负价，可判断电负性氟大于氧。 (4)C2H4 是乙烯，分子中 C 原子采用 sp2 杂化；根据其结构简式 CH2===CH2 知 1 mol C2H4 分子中含 σ 键 5 mol。 16．明代宋应星所著《天工开物》中记载了我国古代用炉甘石(主要成分为 ZnCO3)和煤 冶炼锌的工艺，锌的主要用途是制造锌合金和作为其他金属的保护层。回答下列问题： (1)基态 Zn 原子的核外电子排布式为____________。 (2)硫酸锌溶于氨水形成[Zn(NH3)4]SO4 溶液。 ①SO 2－4 中中心原子的杂化轨道类型为________，与它互为等电子体的阴离子的化学式为 ____________(写出一种)。 ②在[Zn(NH3)4]2＋中 Zn2＋与 NH3 之间形成的化学键为________，提供孤电子对的成键原 子是________。 (3)黄铜是由铜和锌所组成的合金，元素铜与锌的第一电离能分别为 ICu＝746 kJ·mol－1，IZn ＝906 kJ·mol－1，ICuC>Zn　平面三角形 解析　(1)Zn 为 30 号元素，基态 Zn 原子的核外电子排布式为 1s22s22p63s23p63d104s2 或 [Ar]3d104s2。 (2)①SO 2－4 中中心原子 S 采取 sp3 杂化，PO3－4 、ClO －4 与 SO 2－4 均互为等电子体。 ②[Zn(NH3)4]2＋中 Zn2＋与 NH3 之间形成配位键，其中 N 原子提供孤电子对。 (4)电负性：O>C>Zn，CO 2－3 的空间构型为平面三角形。 17．后母戊鼎是国家一级文物，世界上出土最大、最重的青铜(含铜 84.77%、锡 11.64%、 铅 2.79%)礼器，享有“镇国之宝”的美誉。 (1)铜原子基态电子排布式为________________。 (2)[Cu(NH3)4]SO4 是一种重要染料及合成农药的中间体。 ①[Cu(NH3)4]SO4 中，N、O、S 三种元素的第一电离能从大到小的顺序为____________， NH3 中心原子的杂化方式为________________。 ②[Cu(NH3)4]2＋中的两个 NH3被两个 Cl－取代，能得到两种不同结构的产物，则[Cu(NH3)4]2 ＋的空间构型为____________。 答案　(1)1s22s22p63s23p63d104s1 或[Ar]3d104s1 (2)①N>O>S　sp3　②平面正方形(或平面四边形) 解析　(2)①同一主族从上到下，I1 依次减小；同一周期从左到右呈增大趋势，但有特例： I1(ⅤA 族)>I1(ⅥA 族)，故 I1 从大到小的顺序为 N>O>S。NH3 中 N 原子的价电子对数 n＝1 2(5＋ 1×3)＝4，故中心原子的杂化方式为 sp3。 ②[Cu(NH3)4]2＋中形成 4 个配位键，具有对称的空间构型，可能为平面正方形(或平面四边形)，也可能为正四面体，若为正四面体，则[Cu(NH3)4]2＋中的两个 NH3 被两个 Cl－取代， 只有一种结构，因此其空间构型只能为平面正方形(或平面四边形)。 18．甲醇(CH3OH)是一种用途广泛的基础有机原料和优质燃料。 (1)甲醇可以在铜作催化剂的条件下直接氧化成甲醛(HCHO) ①基态 Cu 原子的价层电子的轨道表达式为____________________，其核外电子共占据 ________个能级。 ②甲醇和甲醛中碳原子的杂化方式分别为________，其组成元素的电负性由小到大的顺 序为________。 (2)在一定条件下，甲醇(沸点 64.7 ℃)可转化为乙酸甲酯(CH3COOCH3，沸点 57.1 ℃)。 ①乙酸甲酯分子 σ 键和 π 的个数之比为________。 ②甲醇与乙酸甲酯的混合物因沸点接近而不易分离，工业上用蒸馏的方法分离二者时常 先加适量水，理由为 _____________________________________________________________。 答案　(1)① 　7 ②sp3、sp2　H、C、O (2)①10∶1 ②乙酸甲酯不易与水形成氢键，而甲醇易与水形成氢键使甲醇沸点升高，使得乙酸甲酯 容易从混合物中蒸出 解析　(1)①Cu 元素为 29 号元素，原子核外有 29 个电子，所以核外电子排布式为 1s22s22p63s23p63d104s1，价层电子的轨道表达式为 ，其核外电子共占据 7 个能级。 ②甲醇中碳原子的杂化方式为 sp3，而甲醛中碳原子的杂化方式为 sp2，元素非金属性越 强电负性越大，则其组成元素 C、H、O 的电负性由小到大的顺序为 H、C、O。 (2)①乙酸甲酯分子中除了碳氧双键中含一个 σ 键和一个 π 键外，另有 9 个 σ 键，故 σ 键 和 π 键的个数之比为 10∶1。 ②甲醇与乙酸甲酯的混合物因沸点接近而不易分离，乙酸甲酯不易与水形成氢键，而甲醇易与水形成氢键使甲醇沸点升高，使得乙酸甲酯容易从混合物中蒸出，故工业上用蒸馏的 方法分离二者时常先加适量水。 考点 37　分子结构与性质 一、选择题 1．下列描述正确的是(　　) A．CS2 为 V 形极性分子 B．SiF4 与 SO 2－3 的中心原子均为 sp3 杂化 C．C2H2 分子中 σ 键与 π 键的数目比为 1∶1 D．水加热到很高温度都难分解是因水分子间存在氢键 答案　B 解析　CS2 为直线形非极性分子；SiF4 与 SO 2－3 的中心原子的价层电子对数均为 4，因此 中心原子均为 sp3 杂化；C2H2 分子中 σ 键与 π 键的数目比为 3∶2；水加热到很高温度都难分 解是因 O—H 键的键能较大。 2.甲醛在酸性催化剂存在下三分子聚合可以 生成性质 相对稳定、毒性小、易于运输的三聚甲醛，反应 如图所示。 下列说法正确的是(　　) A．甲醛水溶液可作为食物防腐剂 B．该反应为缩聚反应 C．三聚甲醛分子中既含 σ 键又含 π 键 D．常温下，9 g 三聚甲醛中含 1.806×1023 个碳原子 答案　D 解析　甲醛水溶液可作为防腐剂，但不能作为食物防腐剂，A 错误；缩聚反应生成的是 高分子化合物，而三聚甲醛是小分子物质，B 错误；三聚甲醛分子中没有不饱和键，故不含 π 键，C 错误；9 g 三聚甲醛为 0.1 mol，含 0.3 mol 碳原子，即 1.806×1023 个碳原子，D 正确。3．据报道，大气中存在一种潜在的温室气体 SF5—CF3，下列关于 SF5—CF3 的说法正确 的是(　　) A．分子中既有 σ 键又有 π 键 B．所有原子在同一平面内 C．CF4 与 CH4 都是正四面体结构 D．0.1 mol SF5—CF3 分子中含 8 mol 电子 答案　C 解析　由分子的组成和结构可知各原子均形成单键，即 σ 键，A 错误；S 和 C 原子形成 的杂化轨道构型均为立体结构，不是所有的原子都共面，B 错误；1 个 SF5—CF3 分子所含电 子数为 94，则 0.1 mol SF5—CF3 分子中含 9.4 mol 电子，D 错误。 4．CH＋3 、—CH3、CH －3 都是重要的有机反应中间体，有关它们的说法正确的是(　　) A．它们互为等电子体，碳原子均采取 sp2 杂化 B．CH －3 与 NH3、H3O＋互为等电子体，立体构型均为正四面体形 C．CH ＋3 中的碳原子采取 sp2 杂化，所有原子均共面 D．CH ＋3 与 OH－形成的化合物中含有离子键 答案　C 解析　A 项，CH ＋3 含 8e－，—CH3 含 9e－，CH －3 含 10e－；B 项，三者均为三角锥形；C 项，CH ＋3 中 C 的价电子对数为 3，为 sp2 杂化，平面三角形；D 项，CH3OH 中不含离子键。 5．向盛有硫酸铜水溶液的试管里加入氨水，首先形成难溶物，继续添加氨水，难溶物溶 解得到深蓝色的透明溶液。下列对此现象说法正确的是(　　) A．反应后溶液中不存在任何沉淀，所以反应前后 Cu2＋的浓度不变 B．在[Cu(NH3)4]2＋中，Cu2＋提供孤对电子，NH3 提供空轨道 C．向反应后的溶液加入乙醇，溶液没有发生变化 D．沉淀溶解后，将生成深蓝色的配离子[Cu(NH3)4]2＋答案　D 解析　该反应的反应原理为 CuSO4＋2NH3·H2O===Cu(OH)2↓＋(NH4)2SO4，Cu(OH)2＋ 4NH3=== [Cu(NH3)4](OH)2。反应结束后无 Cu(OH)2 沉淀生成，但生成了[Cu(NH3)4]2＋，Cu2＋浓度 减小；在 [Cu(NH3)4]2＋中，Cu2＋提供空轨道，NH3 提供孤对电子；若加入极性较小的乙醇，溶液 中会析出蓝色晶体。 6．下列说法不正确的是(　　) A．σ 键比 π 键重叠程度大，形成的共价键强 B．两个原子间形成共价键时，最多有一个 σ 键 C．气体单质中，一定有 σ 键，可能有 π 键 D．N2 分子中有一个 σ 键，2 个 π 键 答案　C 解析　稀有气体单质中，没有化学键，所以 C 项错误。 7．由实验测得不同物质中的键长和键能的数据如表： 其中 X、Y 的键能数据尚未测定，但可根据规律推导键能的大小顺序为 W>Z>Y>X。该 规律是(　　) A．成键时电子数越多，键能越大 B．键长越长，键能越小 C．成键时所用电子数越少，键能越大 D．成键时电子对越偏移，键能越大答案　B 解析　根据表格中提供的数据，可以判断出键长越长，键能越小。 8．下列关于分子结构的说法正确的是(　　) A．凡几何构型为正四面体形的分子其键角均为 109°28′ B．凡中心原子有孤对电子的 ABn 型分子均为极性分子 C．凡中心原子采取 sp3 杂化轨道成键的分子其空间构型都是正四面体 D．凡 AB3 型的共价化合物，其中心原子 A 均采取 sp3 杂化轨道成键 答案　B 解析　P4 分子为正四面体形，键角为 60°，A 错误；H2O、NH3 中 O、N 均为 sp3 杂化， 但空间构型分别为 V 形、三角锥形，C 错误；BF3 中 B 原子采用 sp2 杂化，D 错误。 9．下列推断正确的是(　　) A．BF3 是三角锥形分子 B．NH ＋4 的电子式： ，离子呈平面形结构 C．CH4 分子中的 4 个 C—H 键都是氢原子的 1s 轨道与碳原子的 p 轨道形成的 s­p σ 键 D．CH4 分子中的碳原子以 4 个 sp3 杂化轨道分别与 4 个氢原子的 1s 轨道重叠，形成 4 个 C—H σ 键 答案　D 解析　BF3 中 B 原子无孤电子对，因此采取 sp2 杂化，BF3 为平面三角形，A 错误；NH＋4 中 N 原子采取 sp3 杂化，NH ＋4 为正四面体结构，B 错误；CH4 中 C 原子采取 sp3 杂化，C 错 误，D 正确。 10．顺铂[Pt(NH3)2Cl2]是 1969 年发现的第一种具有抗癌活性的金属配合物；碳铂是 1,1－环 丁二羧酸二氨合铂(Ⅱ)的简称，属于第二代铂族抗癌药物，结构简式如图所示，其毒副作用 低于顺铂。下列说法正确的是(　　)A．碳铂中所有碳原子在同一个平面中 B．顺铂中 Pt 提供空轨道，N、Cl 提供孤对电子 C．碳铂分子中 sp3 杂化的碳原子与 sp2 杂化的碳原子数之比为 2∶1 D．1 mol 1,1－环丁二羧酸含有 σ 键的数目为 12NA 答案　C 解析　左边组成环状结构的四个碳原子为 sp3 杂化，故碳铂分子中的 6 个碳原子不可能共平 面，A 错误；顺铂中 Pt 提供空轨道，只有 N 提供孤对电子，B 错误；碳铂中酯基碳原子的杂 化 方 式 为 sp2 ， 而 其 他 4 个 碳 原 子 则 为 sp3 杂 化 ， C 正 确 ； 1 个 1,1­ 环 丁 二 羧 酸 分 子 中含有 18 个 σ 键，D 错误。 二、非选择题 11．物质结构的多样性使人类使用的材料精彩纷呈。 (1)如图是第二周期前七种元素的第一电离能示意图。其中硼元素是________(填图中元素 代号)。(2)乙二酸俗名草酸，是最简单的有机二元酸之一，结构简式为 草酸钠晶体中存在________(填选项代号)。 A．金属键 B．非极性键 C．π 键 D．范德华力 E．氢键 F．离子键 (3)氧化锆(ZrO2)材料具有高硬度，高强度，高韧性，极高的耐磨性及耐化学腐蚀性，氧 化锆陶瓷在许多领域获得广泛应用。锆是与钛同族的第五周期元素，则锆原子的价电子排布 式为________。 (4)含氧酸可电离的氢原子来自羟基，碳酸的结构式可表示为____________________；若 碳酸中的碳氧原子都在同一平面，则碳原子的杂化类型是________。 (5)PtCl4 和氨水反应可获得 PtCl4·4NH3，PtCl4·4NH3 是一种配合物。向 100 mL 0.1 mol·L－ 1 PtCl4·4NH3 溶液中滴加足量 AgNO3 溶液可产生 2.87 g 白色沉淀。该配合物溶于水的电离方 程式为____________________________________________。 答案　(1)⑤　(2)BCF　(3)4d25s2　 (5)[PtCl2(NH3)4]Cl2===[PtCl2(NH3)4]2＋＋2Cl－ 解析　(1)第二周期主族元素从左到右第一电离能呈增大趋势，但 Be>B，N>O，则⑤为 B，⑥为 Be。(2)草酸钠晶体为离子晶体，不含金属键、范德华力、氢键，C—C 键为非极性键，C===O 键中含有 1 个 σ 键、1 个 π 键，草酸根离子和 Na＋之间为离子键。 (3)锆元素和钛元素同族，且锆元素在第五周期，锆原子的最外层有两个电子，故价电子 排布式为 4d25s2。 (4)碳酸的结构式为 ，碳酸中碳原子无孤对电子，杂化类型为 sp2。 (5)该配合物的物质的量为 0.1 L×0.1 mol·L－1＝0.01 mol，Cl－的物质的量为 2.87 143.5 ＝0.02 mol，则该配合物中只有 2 个 Cl－，其余 Cl 在配离子中，因此电离方程式为 [PtCl2(NH3)4]Cl2===[PtCl2(NH3)4]2＋＋2Cl－。 12．高考题节选。 Ⅰ.(3)LiAlH4 是有机合成中常用的还原剂，LiAlH4 中的阴离子空间构型是________。中心 原子的杂化形式为________。LiAlH4 中，存在________(填标号)。 A．离子键 B．σ 键 C．π 键 D．氢键 Ⅱ.硫及其化合物有许多用途，相关物质的物理常数如下表所示： 回答下列问题： (2)根据价层电子对互斥理论，H2S、SO2、SO3 的 气态分子 中，中心原子价层电子对数不同于其他分子的是 ____________。 (3)图 a 为 S8 的结构，其熔点和沸点要比二氧化硫的熔点和沸点高很多，主要原因为 _____________________________________________________________。 (4)气态三氧化硫以单分子形式存在，其分子的立体构型为________形，其中共价键的类型有________种；固体三氧化硫中存在如图 b 所示的三聚分子，该分子中 S 原子的杂化轨道 类型为________。 Ⅲ.锌在工业中有重要作用，也是人体必需的微量元素。回答下列问题： (3)ZnF2 具有较高的熔点(872 ℃)，其化学键类型是________；ZnF2 不溶于有机溶剂而 ZnCl2、ZnBr2、ZnI2 能够溶于乙醇、乙醚等有机溶剂，原因是 ________________________________。 (4)《中华本草》等中医典籍中，记载了炉甘石(ZnCO3)入药，可用于治疗皮肤炎症或表 面创伤。ZnCO3 中，阴离子空间构型为________，C 原子的杂化形式为________________。 Ⅳ.臭氧(O3)在[Fe(H2O)6]2＋催化下能将烟气中的 SO2、NOx 分别氧化为 SO 2－4 和 NO－3 ，NOx 也可在其他条件下被还原为 N2。 (1)SO 2－4 中心原子轨道的杂化类型为____________；NO－3 的空间构型为__________(用文 字描述)。 (3)与 O3 分子互为等电子体的一种阴离子为________(填化学式)。 (4)N2 分子中 σ 键与 π 键的数目比 n(σ)∶n(π)＝________。 答案　Ⅰ.(3)正四面体　sp3　AB Ⅱ.(2)H2S　(3)S8 相对分子质量大，分子间范德华力强　(4)平面三角　2　sp3 Ⅲ.(3)离子键　ZnF2 为离子化合物，ZnCl2、ZnBr2、ZnI2 的化学键以共价键为主、极性较 小。　(4)平面三角形　sp2 Ⅳ.(1)sp3　平面(正)三角形　(3)NO－2 　(4)1∶2 解析　Ⅰ.(3)LiAlH4 中的阴离子是 AlH－4 ，中心原子铝原子含有的价层电子对数是 4，且 不存在孤对电子，所以空间构型是正四面体，中心原子的杂化轨道类型是 sp3 杂化；阴、阳离 子间存在离子键，Al 与 H 之间还有共价单键，不存在双键和氢键，答案选 AB。 Ⅱ.(2)根据价层电子对互斥理论可知 H2S、SO2、SO3 的气态分子中，中心原子价层电子 对数分别是 2＋6－1 × 2 2 ＝4、2＋6－2 × 2 2 ＝3、3＋6－2 × 3 2 ＝3，因此中心原子价层电子 对数不同于其他分子的是 H2S。 (3)S8、二氧化硫形成的晶体均是分子晶体，由于 S8 相对分子质量大，分子间范德华力强，所以其熔点和沸点要比二氧化硫的熔点和沸点高很多。 (4)气态三氧化硫以单分子形式存在，根据(2)中分析可知中心原子含有的价层电子对数是 3，且不存在孤对电子，所以其分子的立体构型为平面三角形。分子中存在氧硫双键，因此其 中共价键的类型有 2 种，即 σ 键、π 键；固体三氧化硫中存在如图 b 所示的三聚分子，该分 子中 S 原子形成 4 个共价键，因此其杂化轨道类型为 sp3。 Ⅲ.(1)根据氟化锌的熔点可以判断其为离子化合物，所以一定存在离子键。作为离子化合 物，氟化锌不溶于有机溶剂，而氯化锌、溴化锌和碘化锌的化学键以共价键为主，分子的极 性较小，能够溶于乙醇、乙醚等弱极性有机溶剂。 (4)碳酸锌中的阴离子为 CO2－3 ，根据价层电子对互斥理论，其中心原子 C 的价电子对数 为 3＋ (4－3 × 2＋2) 2 ＝3，所以空间构型为平面三角形，中心 C 原子的杂化形式为 sp2 杂化。 Ⅳ.(1)SO 2－4 的中心原子 S 的价层电子对数为1 2 ×(6＋2－4×2)＋4＝4，SO2－4 中 S 为 sp3 杂 化。NO －3 的中心原子 N 的孤电子对数为1 2 ×(5＋1－3×2)＝0，成键电子对数为 3，价层电子 对数为 3，VSEPR 模型为平面三角形，由于 N 原子上没有孤电子对，NO －3 的空间构型为平 面(正)三角形。 (3)用替代法，与 O3 互为等电子体的一种阴离子为 NO－2 。 (4)N2 的结构式为 N≡N，三键中含 1 个 σ 键和 2 个 π 键，N2 分子中 σ 键与 π 键的数目比 为 n(σ)∶n(π)＝1∶2。 13．铁氮化合物(FexNy)在磁记录材料领域有着广泛的应用前景。某 FexNy 的制备需铁、 氮气、丙酮和乙醇参与。 (1)Fe3＋基态核外电子排布式为________。 (2)丙酮 分子中碳原子轨道的杂化类型是________，1 mol 丙酮分子中含 有 σ 键的数目为__________。 (3)C、H、O 三种元素的电负性由小到大的顺序为________。 (4)乙醇的沸点高于丙酮，这是因为____________。答案　(1)[Ar]3d5 或 1s22s22p63s23p63d5　 (2)sp2 和 sp3　9NA　 (3)H